Supercapacitor Nanoestruturado baseado em Buckypapers
IZAIAS GONCALVES LIMA
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Marcos Allan Leite dos Reis+
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Resumo: Os nanotubos de carbono trazem versatilidade para uma gama de aplicações, que incluem retardadores de chamas, músculos artificiais, sensores, membranas e muitos outros, dentre os quais se destaca o buckypaper, um agregado macroscópico de NTC cujas propriedades elétricas, térmicas e mecânicas excepcionais dos nanotubos, são mais bem apro- veitadas. Nesse sentido, diversas áreas do conhecimento têm utilizado essa forma alotrópica do carbono em pesquisa e aplicação, dentre as quais se destacam: Física, Química, Engenha- ria de materiais, dentre outras. Nesse aspecto, o presente trabalho objetivou a manufatura aditiva de capacitores nanoestruturados baseados em buckypaper e eletrólito biopolimérico, por este ter uma capacidade de condução de portadores de carga cerca de 100 vezes maior que o cobre. O dispositivo foi manufaturado em polímero Acrilonitrila Butadieno Estireno- ABS usando a técnica da modelagem por deposição fundida (do inglês, Fused Deposition Modeling-FDM), onde obteve-se uma estrutura geométrica planar com 4,0 cm de compri- mento, 2,3 cm de largura e 0,2 cm de espessura, assim como 0,05 cm de profundidade para a deposição do eletrodo e eletrólito. Para tanto, utilizou-se uma impressora 3D modelo Anet A8; além disso, este dispositivo também é constituído de eletrodos de buckypaper e eletrólito sólido feito à base de fécula de mandioca nativo e totalmente biodegradável. A caracteriza- ção morfológica dos nanomateriais foi feita por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), a qual forneceu informações morfológicas e estruturais do agregado macroscópico de NTC no buckypaper. Os testes de caracterização elétrica do capacitor forneceram uma capacitância especifica de 31,835 F/g assim como uma densidade de energia e de potência de 5,77 J/m3 e 0,042 W/m3 respectivamente. Nesse sentido, o dispositivo trouxe resultados expressivos ao estudo de supercapacitores nanoestruturados, principalmente ao que se refere à armazenagem de energia, podendo este, futuramente, substituir as baterias de íon-lítio em dispositivos eletrônicos.
Palavras-chave: Supercapacitor; buckypaper; nanoestruturado; biopolímero;
Edição: Vol. 6 - Núm. 1 | DOI: 10.5281/zenodo.19071721
