Síntese de análogos do azul da prússia de manganês e sua aplicação como material ativo em eletrodos de supercapacitores

dc.creatorVictor Delfim dos Santos Fortunato
dc.date.accessioned2024-08-12T19:10:32Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:51:22Z
dc.date.available2024-08-12T19:10:32Z
dc.date.issued2024-03-22
dc.description.abstractThis study presents the development of a hybrid supercapacitor using a positive electrode composed of PbMnHCF@CNT, a Prussian Blue analogue, in combination with activated carbon as the negative electrode. Manganese hexacyanoferrate (MnHCF) was synthesized via the co-precipitation method. A sodium perchlorate electrolyte with a manganese chloride additive was used to increase the capacity retention and specific capacity of MnHCF. Subsequent partial substitutions of Mn with Zn and, for the first time as a battery electrode, Pb, were conducted to enhance the stability and conductivity of MnHCF, with the 50% Pb substitution proving most effective. Composites were developed with functionalized carbon nanotubes, with PbMnHCF@CNT exhibiting higher specific capacity and capacity retention after 1000 cycles. The most promising material, PbMnHCF050, was then studied as a positive electrode in a hybrid supercapacitor with an activated carbon negative electrode. The device showed an energy density of 7.3 Wh/kg at a power density of 57.4 W/kg, along with excellent cycling performance, demonstrating a 168% increase in cell capacitance after 1000 charge-discharge cycles. These results underscore the potential of these materials for applications in high-performance electrochemical supercapacitors.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipINCT – Instituto nacional de ciência e tecnologia (Antigo Instituto do Milênio)
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/73761
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectFísico-Química
dc.subjectEnergia – Armazenamento
dc.subjectEletrodos
dc.subjectCapacitores
dc.subjectEletroquímica
dc.subjectBaterias de lítio
dc.subjectPolímeros condutores
dc.subjectCompostos de carbono
dc.subject.otherMnHCF
dc.subject.otherAditivo de MnCl2
dc.subject.otherSubstituição parcial de Mn
dc.subject.otherCompósito
dc.subject.otherSupercapacitor híbrido
dc.titleSíntese de análogos do azul da prússia de manganês e sua aplicação como material ativo em eletrodos de supercapacitores
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor-co1Garbas Anacleto dos Santos Junior
local.contributor.advisor1Rodrigo Lassarote Lavall
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9658097765240301
local.contributor.referee1Tulio Matencio
local.contributor.referee1João Paulo Campos Trigueiro
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6687663151675272
local.description.resumoEste estudo apresenta o desenvolvimento de um supercapacitor híbrido utilizando um eletrodo positivo composto por PbMnHCF@CNT, um análogo ao azul da Prússia, em combinação com carvão ativado como eletrodo negativo. O hexacianoferrato de manganês (MnHCF) foi sintetizado pelo método de co-precipitação. Um eletrólito de perclorato de sódio com um aditivo de cloreto de manganês foi utilizado para aumentar a retenção de capacidade e a capacidade específica de MnHCF. Em seguida, substituições parciais de Mn por Zn e, pela primeira vez como eletrodo de bateria, de Pb, foram realizadas para melhorar a estabilidade e a condutividade de MnHCF, sendo que a substituição com 50% de Pb mostrou-se mais eficaz. Compósitos foram desenvolvidos com nanotubos de carbono funcionalizados, destacando-se PbMnHCF050@CNT com maior capacidade específica e retenção de capacidade após 1000 ciclos. O material mais promissor PbMnHCF050, foi então estudado como eletrodo positivo de supercapacitor híbrido com carvão ativado de eletrodo negativo. O dispositivo apresentou uma densidade de energia de 7,3 Wh/kg a uma densidade de potência de 57,4 W/kg, além de um excelente desempenho em ciclagem, demonstrando um aumento de 168% na capacitância da célula após 1000 ciclos de carga e descarga. Esses resultados destacam o potencial desses materiais para aplicações em supercapacitores de alto desempenho eletroquímico.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química

Arquivos

Pacote original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
Versão_final_victor.pdf
Tamanho:
5.17 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Licença do pacote

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
2.07 KB
Formato:
Plain Text
Descrição: