Propriedades eletrocrômicas de filmes finos de V2O5 dopado com TiO2
Resumo
Neste trabalho apresenta-se um estudo sistemático das propriedades eletrocrômicas de filmes finos de V2O5 dopado com TiO2 para uma possível utilização como contra-eletrodo em um dispositivo eletrocrômico, aplicados em janelas eletrocrômicas. Estas janelas, também conhecidas como janelas inteligentes, são capazes de controlar a passagem de radiação solar através de um pequeno estimulo elétrico externo, proporcionando um conforto térmico e visual em um ambiente fechado, desprezando assim, o uso de climatizadores e iluminações artificiais durante o dia, com isso é possível obter uma considerável economia de energia elétrica, contribuindo para a preservação do meio ambiente. Os filmes finos de V2O5:TiO2 foram preparados pelo processo sol-gel, depositados sobre substrato de FTO, utilizando a técnica de dip coating e tratados a uma temperatura de 350 oC por 30 min. Para a preparação dos sóis, foram utilizados alcóxido de vanádio (OV(OCH(CH3)2)3) – (oxitriisopropóxido de vanádio) e alcóxido de titânio (Ti(OCH(CH3)2)4) – (Isopropóxido de titânio) como precursores, isopropanol como solvente e ácido acético glacial como catalisador. Para o estudo do comportamento eletroquímico dos filmes finos, foram utilizadas técnicas eletroquímicas, tais como voltametria cíclica, cronoamperometria e cronocoulometria, os quais demonstraram que os filmes de V2O5 dopados com 7,5 mol % de TiO2 apresentam melhores propriedades eletroquímicas em termos de estabilidade, reversibilidade e capacidade de armazenamento de íons de Li+, quando comparados com os filmes de V2O5 não dopados. As propriedades morfológicas foram estudadas por meio de imagens de AFM e de MEV, as quais revelaram que os filmes apresentam superfícies homogêneas e sem rachaduras com espessuras entre 400 a 650 nm obtidas por perfilometria. As performances eletrocrômicas dos filmes foram obtidas por espectroscopia no UV-vis (in situ) observadas na região entre 300 a 800 nm, os quais mostraram que o processo de coloração ocorre mais lentamente que o processo de descoloração. As propriedades estruturais obtidas por difração de raios-X, demonstraram que não houve mudanças significativas na estrutura do V2O5 incorporados com TiO2, apenas foi possível observar que houve um pequeno deslocamento do pico de difração correspondente ao plano (001), proporcionando uma pequena diminuição na distância interplanar. No entanto, a dopagem do V2O5 com TiO2 demonstrou resultados satisfatórios, fazendo com que seja possível o uso deste material como contra-eletrodo em um dispositivo eletrocrômico.