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Dissertação

Production and functionalization of cobalt nanofoams for energy storage EVALUATED

Detalhes: Áreas superficiais elevadas e porosidade controlada são a chave para se conseguir boa resposta capacitiva de materiais utilizados como elétrodos de supercondensadores. O cobalto metálico tem uma elevada condutividade e os respetivos óxidos possuem uma boa resposta pseudocapacitiva. Neste trabalho produziu-se uma nano-espuma de cobalto por electrodeposição num substrato de aço inoxidável, através do método dinâmico de bolha de hidrogénio. Os voltamogramas revelaram uma resposta eletroquímica mista envolvendo processos pseudocapacitivos e de intercalação, além de evidenciarem o Co(OH)2 como a fase electroquimicamente ativa em KOH 1 M. As nano-espumas foram submetidas a tratamentos térmicos e de oxidação química ou electroquímica, de modo a melhorar a sua resposta em termos a capacidade de armazenamento de carga. Nano-espumas de cobalto, oxidadas quimicamente por imersão em 5% H2O2 durante 24h, apresentaram uma resposta farádica e valores de capacidade específica de 26.1 mAh g-1. Foi desenvolvido um supercondensador assimétrico utilizando a nano-espuma de cobalto oxidada como elétrodo positivo e carbono ativado como elétrodo negativo. A célula evidenciou uma resposta pseudocapacitiva apresentando uma capacidade específica de 34.6 Fg-1 a uma densidade de corrente de 0.1 Ag-1. Esta célula manteve uma energia específica de 7.8 Wh kg-1 para densidades de potência compreendidas entre 63.6 kW kg-1 e 1288 kW kg-1. A estabilidade do dispositivo foi avaliada através da imposição de 2000 ciclos consecutivos de carga-descarga, verificando-se uma perda de apenas 10% no valor da capacidade. Considerando a resposta observada, a nano-espuma de cobalto tratada quimicamente com H2O2 5% durante 24 horas tem potencial enquanto elétrodo positivo.
Keywords: Nano-espumas de cobalto, óxidos cobalto, electrodeposição, supercondensadores, armazenamento de energia

Discussão: outubro 25, 2019, 11:0