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Abstract:
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A crescente demanda por soluções energéticas renováveis tem incentivado o
uso de dispositivos eletroquímicos. Nesse contexto, dispositivos eletroquímicos com
longos ciclos de carga e descarga e alto desempenho em armazenamento, como
supercapacitores, têm sido cada vez mais estudados. Supercapacitores combinados
com aerogéis à base de óxidos metálicos oferecem uma nova fonte de energia
sustentável, com menor custo de produção, com aplicações potenciais em carros
elétricos, smartphones e outros dispositivos. Além disso, é possível produzir alumina
a partir de latas de alumínio recicladas. A presença de metais como Mn, Fe, Cu e
outros nas latas contribuem para melhorar o desempenho elétrico do capacitor. Este
estudo apresenta uma rota inovadora para a produção de aerogéis de alumina
utilizando alumínio extraído de latas recicladas, tornando o processo mais
sustentável e eficiente. Os materiais preparados, com e sem tratamento térmico,
foram estudados por diversas técnicas de caracterização, incluindo XRF, FTIR, DRX,
MEV, MET, fisissorção de N2
. As microscopias eletrônicas revelaram estruturas
mesoporosas bem definidas, enquanto análises químicas como FTIR e DRX
confirmaram a formação de ligações de alumina, além das fases cristalinas de
boemita e γ-alumina. O XRF mostrou quantitativamente a composição dos materiais,
indicando, para o A1
, a presença de MnO, Fe2O3 e vários outros, que melhoram o
desempenho elétrico do dispositivo. Para avaliar as propriedades eletroquímicas, os
aerogéis foram depositados em placas de aço inox e testados em solução 1M de
Na₂SO₄. Os estudos de voltametria cíclica com taxa de potencial de 0 a 1,0 V, estudo
de carga/descarga galvanostática foram feitas com densidade de corrente de 0,5
A/g, pelas curvas obtidas foi possível calcular a capacitância específica que atingiu
níveis de 1480 mF.g-1
. A espectroscopia de impedância, através dos diagramas de
Nyquist, mostrou que todos os dispositivos apresentam um comportamento
capacitivo com resistência em paralelo. Por fim, através do gráfico de Ragone
mostrou que todos os dispositivos, como eletrodos compostos por aerogel de
alumina, com alumínio proveniente de latas recicladas, se comportaram como
supercapacitores. |
