Propriedades eletroquímicas de nanocompósitos de aerogéis de titânia incorporados com óxidos de metais de transição

Abstract

Nanocompósitos são materiais que apresentam pelo menos uma de suas dimensões nanométricas, possuindo propriedades melhores do que seus constituintes, e são uma alternativa muito atrativa em aplicações que buscam maior resistência mecânica, isolamento térmico e capacidade de armazenamento de energia elétrica. Atualmente, os supercapacitores e outros dispositivos de armazenamento de energia tem seus eletrodos baseados em óxidos metálicos devido suas capacitâncias específicas teóricas elevadas, porém as melhores alternativas para este propósito possuem custo elevado e não são adequados para produção em larga escala, sendo necessário melhorar o desempenho eletroquímico desses óxidos metálicos para esta aplicação. Dentre esses óxido, a titânia é considerada abundante e de baixo custo, mas suas propriedades eletroquímicas não a tornam atrativa para aplicações em supercapacitores. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo a sintetização de nanocompósitos de aerogéis de titânia incoporados com óxidos de metais de transição (cobalto e manganês), com o intuito de melhorar as propriedades eletroquímicas da titânia e avaliar sua possivel aplicação em supercapacitores. Todos aerogéis sintetizados no presente trabalho se mostraram muito promissores e se classificaram como supercapacitores, tanto os aerogéis de titânia pura, quanto os que possuem manganês e cobalto em sua composição

Nanocomposites are materials that have at least one of their nanometric dimensions, having better properties than their constituents, and are an appealing alternative for applications that seek greater mechanical strength, thermal insulation, and electrical energy storage capacity. Currently, supercapacitors and other energy storage devices have their electrodes based on metal oxides due to their theoretically high specific capacitances, however, better alternatives for this application are expensive and are not suitable for large-scale production, which in turn require improvements in the electrochemical performance of these metal oxides necessary for this application.Among these oxides, titania is considered abundant and inexpensive, still, its electrochemical properties do not make it a strong alternative for applications in supercapacitors. Thus, this work intends to synthesize titania aerogel nanocomposites incorporated with transition metal oxides (cobalt and manganese) to improve the electrochemical properties of titania and evaluate its possible application in supercapacitors. All aerogels presented in this work were shown to be very promising and were also classified as supercapacitors, both pure titania aerogels as well as those with manganese and cobalt in their composition.