@Article{RodriguesCoFoBaSaMa:2021:ReFiCa,
author = "Rodrigues, Valdinei Euzebio and Costa, Hugo Moreira da Silva and
Fonseca, Beatriz Carvalho da Silva and Baldan, Maur{\'{\i}}cio
Ribeiro and Sales, Rita de C{\'a}ssia Mendon{\c{c}}a and
Matsushima, Jorge Tadao",
affiliation = "{Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)} and {Faculdade
de Tecnologia de S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos (FATEC)} and
{Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)} and {Instituto
Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)} and {Faculdade de
Tecnologia de S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos (FATEC)} and
{Faculdade de Tecnologia de S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos
(FATEC)}",
title = "Reciclagem de fibras de carbono oriundas de comp{\'o}sitos
estruturais de matriz ep{\'o}xi por processo t{\'e}rmico de
pir{\'o}lise e aplica{\c{c}}{\~a}o como materiais de eletrodo
em supercapacitores",
journal = "Mat{\'e}ria",
year = "2021",
volume = "26",
number = "2",
pages = "e12970",
keywords = "Carbon Fiber, Pyrolysis, Supercapacitors, Fibra de Carbono.
Pir{\'o}lise. Supercapacitore.",
abstract = "Carbon fiber reinforced polymeric composites are increasingly used
materials in aeronautical and automotive industries, due to their
excellent mechanical, chemical and electrical properties and low
specific mass. In this way, there is a great concern regarding the
components discard and recycling of the composites, which are
considered as high economic value products to be wasted, mainly
carbon fiber. The pyrolysis process has been one of the methods of
recycling composites to recover carbon fibers from the degradation
of the poly-mer matrix. In energy sector, carbon fibers are known
as good energy storage materials due to adequate con-ducting and
capacitive properties as supercapacitor electrodes. In this sense,
the purpose of this work is to enable the use of recovered carbon
fibers frompyrolysis of carbon fiber epoxy composites as electrode
mate-rial for supercapacitors and to evaluate the influence of
thermochemical and chemical treatments on their capacitive
properties. FEG-MEV images showed that the carbon fibers were
practically clean with a mini-mum of residual carbon remaining on
the surface. The BET area and FTIR, Raman and cyclic voltammetry
analyzes showed that thermochemical and chemical treatments
carried out at the FCP did not contribute to improving the charge
storage capacity at the electrode/ electrolyte interface. On the
contrary, the chemical treatment led to a great reduction on
energy storage capacity due to the incorporation of OH and COOH
groups. The charge/discharge curves show good cycling and the
specific capacitance values for the recycled carbon fiber of 34
Fg-1, power density of 37,6 Wkg-1 and energy density of 4,7 Whkg-1
are within range for applications such as supercapacitor
electrodes. RESUMO: Comp{\'o}sitos polim{\'e}ricos
refor{\c{c}}ados com fibras de carbono s{\~a}o materiais cada
vez mais utilizados em diferentes segmentos industriais, em
especial, os segmentos aeron{\'a}uticos e
automobil{\'{\i}}sticos devido a sua elevada resist{\^e}ncia
mec{\^a}nica e baixa massa espec{\'{\i}}fica. Desta forma,
existe grande preocupa{\c{c}}{\~a}o com o descarte e a
reciclagem dos componentes que representam produtos de alto valor
econ{\^o}mico agregado, principalmente fibras de carbono. O
processo de pir{\'o}lise tem sido um dos m{\'e}todos de
reciclagem de comp{\'o}sitos para recuperar as fibras de carbono
a partir da degrada{\c{c}}{\~a}o da matriz polim{\'e}rica. No
setor de energia, fibras de carbono s{\~a}o traduzidas como bons
materiais de armazenamento de energia, por apresentar
desej{\'a}veis caracter{\'{\i}}sticas condutoras e capacitivas
que potencializam sua aplica{\c{c}}{\~a}o como material de
eletrodo em supercapacitores. Neste sentido, a proposta deste
trabalho consiste em viabilizar o uso de fibras de carbono
recicladas por pir{\'o}lise de comp{\'o}sitos ep{\'o}xi
refor{\c{c}}ado com fibras de carbono como material de eletrodo
de supercapacitores e avaliar a influ{\^e}ncia dos tratamentos
termoqu{\'{\i}}mico e qu{\'{\i}}mico sobre suas propriedades
capacitivas. Imagens FEG-MEV mostraram que as fibras de carbono
foram praticamente limpas permanecendo um m{\'{\i}}nimo de
carbono residual sobre a superf{\'{\i}}cie. A {\'a}rea BET e as
an{\'a}lises FTIR, Raman e de voltametria c{\'{\i}}clica
mostraram que os tratamentos termoqu{\'{\i}}mico e
qu{\'{\i}}mico realizados na FCP n{\~a}o contribu{\'{\i}}ram
para melhorar a capacidade de armazenamento de cargas na interface
eletrodo/eletr{\'o}lito, pelo contr{\'a}rio, o tratamento
qu{\'{\i}}mico levou a uma grande redu{\c{c}}{\~a}o da
capacidade da FCP no armazenamento de energia devido a
incorpora{\c{c}}{\~a}o de grupos OH e COOH. As curvas de
carga/descarga evidenciam boa ciclabilidade e os valores de
capacit{\^a}ncia espec{\'{\i}}fica para a fibra de carbono
reciclada de 34 Fg-1 , densidade de pot{\^e}ncia de 37,6 Wkg-1 e
densidade de energia de 4,7 Whkg-1 encontram-se dentro da faixa
para aplica{\c{c}}{\~o}es como eletrodos de supercapacitores.",
doi = "10.1590/S1517-707620210002.1270",
url = "http://dx.doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1270",
issn = "1579-2641",
language = "pt",
targetfile = "rodrigues_reciclagem.pdf",
urlaccessdate = "09 maio 2024"
}