Estudo de supercapacitores para emprego em células solares sensibilizadas por corante
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2018
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CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23.
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Resumo
Um dos problemas da geração de energia por células fotovoltaicas é o
armazenamento para uso posterior. Neste sentido os supercapacitores se apresentam
como uma solução viável ao problema. Estudos recentes mostram que o zinco é um
candidato natural devido a sua alta densidade de energia que é da ordem de 650 A/g.
As configurações utilizando supercapacitores planares ou em camada diretamente
acoplados à célula solar sensibilizada por corante mostrou-se um caminho promissor
de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi o estudo de supercapacitores de ZnO e
ZnO/carvão ativado para armazenamento de energia gerada por células solares
sensibilizadas por corante. Os métodos SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption
and Reaction), CBD (Chemical Bath Deposition) e hidrotermal foram utilizados para a
obtenção de eletrodos nanoestruturados de ZnO planares e em camadas,
respectivamente, usando como complexantes: ácido etileno diamíno tetra-acético
(EDTA) , hexametiltetramina (HMT) e uréia. Para os capacitores planares as
nanoestruturas obtidas foram impregnadas com MnO2, enquanto que para os
tradicionais o eletrodo consistiu de uma mistura na razão de X:Y de ZnO/Carvão
ativado, com X e Y em proporção (%) de massa de 10:90, 20:80 e 30:70. A voltametria
cíclica foi o método empregado para a avaliação da performance dos eletrodos
usando como eletrólito o NaSO4 a 1M. Os voltamogramas dos eletrodos produzidos
por SILAR/CBD sem impregnação de ZnO mostrou que o ZnO não pode ser
considerado como um material apto para uso em supercapacitores. Com a adsorção
de óxidos como o MnO2 ao ZnO nanoestruturado crescido no eletrodo leva a
ocorrência de reações redox responsáveis pela pseudo-capacitância, processo pelo
qual a energia é armazenada. O processo hidrotermal produziu partículas com
aspecto semelhante ao SILAR/CBD para todos os complexantes estudados. A razão
ZnO/carvão ativado que apresentou melhores resultados foi na proporção de 30:70.
No caso dos eletrodos produzidos por SILAR/CBD o melhor resultado foi obtido
utilizando o HMT como complexante, o qual produziu um filme de nanorods com
menor orientação e quantidade de ZnO. Portanto, a utilização de ZnO para produção
de pseudo-capacitores a serem empregados em células solares sensibilizadas por
corante mostrou-se como uma opção viável de baixo custo.
Como referenciar
SERNA, M.M.; GALEGO, E.; SILVA, P.M.; TATEI, T.Y.; FARIA, R.N. Estudo de supercapacitores para emprego em células solares sensibilizadas por corante. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... p. 662-662. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29649. Acesso em: 20 Mar 2026.
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