dc.creator | Knuth, Rogério Daltro | |
dc.date.accessioned | 2022-08-19T21:31:54Z | |
dc.date.available | 2022-08-19 | |
dc.date.available | 2022-08-19T21:31:54Z | |
dc.date.issued | 2022-05-26 | |
dc.identifier.citation | KNUTH, Rogério Daltro. Obtenção de nanofolhas de grafite expandido (GNs) visando à incorporação em eletrólito polimérico sólido para potencial uso em células solares sensibilizadas por corante. 2022. 100f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/8578 | |
dc.description.abstract | One of the main disadvantages found by photovoltaic cells is related to the use of
liquid electrolyte, as they may leak during sealing and operation, which ends up
limiting the durability and stability of the electrolyte. However, these problems can be
solved using solid or gel polymeric electrolytes, although a decrease in the open
circuit potential (Voc) is observed. The addition of carbonaceous materials such as
carbon nanotubes (NTC) and graphene derivatives in polymeric electrolytes is an
interesting alternative to increase the efficiency of Dye -Sensitized Solar Cells
(DSSCs). Thus, expanded graphite, later sectioned into nanosheets (GNs), can be
added to polymeric electrolytes, due to its ability to promote electronic conduction, in
addition to its catalytic properties. Therefore, the objective of this work is to present
the synthesis and characterization of a solid polymeric electrolyte based on xanth an
gum (XG), dissolved in deionized water, containing different concentrations of
expanded graphite nanosheets (GNs), in addition to crosslinkers and plasticizers. For
this, the graphite was expanded through a microwave oven at temperatures in the
range of 300 - 900 °C for a period of 5 minutes and then subjected to the process of
ultrasonic bath in an absolute alcohol solution, resulting in nanosheets of expanded
graphite (GNs). With concentrations of 0.1; 0.3; 0.5 and 0.7% by mass of (GNs), in
relation to the mass of the polymer xanthan gum (XG) and with additions of
crosslinking agents and plasticizers, the synthesis of the material was carried out,
which resulted of the a flexible solid polymeric electrolyte for application in DSSCs.
All material used to manufacture the solid polymeric electrolyte was characterized
using techniques such as scanning electron microscopy (SEM), transmission electron
microscopy (TEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD), Raman
spectroscopy, Fourier transform infrared (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA),
spectroscopy in the ultraviolet-visible region (UV-Vis), cyclic voltammetry (VC) and
electrochemical impedance spectroscopy (EIE). The results obtained show that
xanthan gum (XG) with additions of (GNs) crosslinkers and plasticizers form a solid
and flexible polymeric electrolyte that presents an ionic conductivity in the order of
10-3 S.cm-1 at room temperature. These conductivity values are higher when
compared to other biodegradable electrolytes found in the literature, showing a good
response for applications in DSSCs. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Células fotovoltaicas | pt_BR |
dc.subject | Goma xantana | pt_BR |
dc.subject | Eletrólito | pt_BR |
dc.subject | Condutividade | pt_BR |
dc.subject | Nanofolhas de grafite expandido | pt_BR |
dc.subject | Photovoltaic cells | pt_BR |
dc.subject | Xanthan gum | pt_BR |
dc.subject | Electrolyte | pt_BR |
dc.subject | Conductivity | pt_BR |
dc.subject | Expanded graphite nanosheets | pt_BR |
dc.title | Obtenção de nonofolhas de grafite expandido (GNs) visando a incorporação em eletrólito polimérico sólido para potencial uso em células solares sensibilizadas por corante. | pt_BR |
dc.title.alternative | Obtaining expanded graphite nanosheets (GNs) for incorporation into solid polymeric electrolyte for potential use in dye -sensitized solar cells. | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/2900209115717918 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2853098230406981 | pt_BR |
dc.description.resumo | Uma das principais desvantagens encontradas pelas células fotovoltaicas está
relacionada à utilização de eletrólito líquido, pois estes podem apresentar
vazamentos durante a selagem e funcionamento, o que acaba por limitar a
durabilidade e estabilidade do eletrólito. Entretanto estes problemas podem ser
resolvidos utilizando eletrólitos poliméricos sólidos ou gel, apesar de ser observado
uma diminuição do potencial de circuito aberto (Voc). A adição de materiais
carbonosos, como nanotubos de carbono (NTC) e derivados do grafeno em
eletrólitos poliméricos é uma alternativa interessante para aumentar a eficiência das
Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs). Assim, o grafite expandido posteriormente
seccionado em forma de nanofolhas (GNs), pode ser adicionado a eletrólitos
poliméricos, devido à sua capacidade de promover condução eletrônica, além de
suas propriedades catalíticas. Portanto o objetivo deste trabalho é de apresentar a
síntese e caracterização de um eletrólito polimérico sólido baseado em goma
xantana (XG), dissolvido em água deionizada, contendo diferentes concentrações de
nanofolhas de grafite expandido (GNs), além de reticulantes e plastificantes. Para
isto o grafite foi expandido através de um forno micro-ondas em temperaturas na
faixa de 300 – 900 °C por um período 5 minutos e posteriormente submetido ao
processo de banho de ultrassom em uma solução de álcool absoluto, resultando
portanto, em nanofolhas de grafite expandido (GNs). Com as concentrações de 0,1;
0,3; 0,5 e 0,7% em massa de (GNs), em relação à massa do polímero goma xantana
(XG) e com adições de agentes reticulantes e plastificantes, foi realizado a síntese
do material que resultou em um eletrólito polimérico sólido flexível para aplicação
nas (DSSCs). Todo o material empregado para a fabricação do eletrólito polimérico
sólido foi caracterizado por meio de técnicas como microscopia eletrônica de
varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia de força
atômica (AFM), difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, infravermelho
com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA),
espectroscopia na região ultravioleta-visível (Uv-Vis), voltametria cíclica (VC) e
espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados obtidos mostram
que a goma xantana (XG) com adições de (GNs) reticulantes e plastificantes formam
um eletrólito polimérico sólido e flexível que apresenta uma condutividade iônica na
ordem de 10-3 S.cm -1 a temperatura ambiente. Estes valores de condutividade são
superiores quando comparados a outros eletrólitos biodegradáveis encontrados na
literatura, demostrando ter uma boa resposta para aplicações em DSSCs. | pt_BR |
dc.publisher.department | Centro de Desenvolvimento Tecnológico | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Cava, Sergio da Silva | |