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Abstract:
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O crescente questionamento sobre o uso de fontes de energia não renováveis, como o petróleo, devido à sua escassez e às elevadas emissões de poluentes, tem impulsionado o desenvolvimento de alternativas sustentáveis. Nesse cenário, dispositivos eletroquímicos de armazenamento, como os supercapacitores, destacam-se por sua elevada estabilidade e longa vida útil de carga e descarga. Entre as estratégias promissoras, supercapacitores baseados em aerogéis incorporados com óxidos metálicos apresentam grande potencial para o avanço de tecnologias limpas, com aplicações em diversos equipamentos eletrônicos.
Materiais à base de dióxido de titânio (TiO₂) apresentam grande potencial para aplicações tecnológicas devido à sua abundância e baixa toxicidade. Na forma de aerogéis, o TiO₂ oferece elevada área superficial e alta porosidade, favorecendo o transporte de cargas e reduzindo a recombinação eletrônica, o que aumenta sua eficiência eletroquímica. Entretanto, suas limitações, como alta resistividade elétrica e baixa difusão iônica, comprometem o desempenho. A incorporação de óxidos de metais de transição, especialmente o V₂O₅, surge como uma estratégia eficaz para superar essas restrições, promovendo maior condutividade elétrica e ampliando a capacidade de armazenamento de energia em dispositivos como supercapacitores.
Neste trabalho, aerogéis de óxido de titânia foram sintetizados pelo método sol-gel via epóxido, seguido de secagem supercrítica, com e sem incorporação de vanádio em diferentes concentrações (10, 20 e 30%), bem como submetidos ou não a tratamento térmico. Os materiais obtidos foram caracterizados por FTIR, DRX, BET e análises eletroquímicas. As análises de FTIR e DRX confirmaram a formação das ligações Ti–O e V–O, além da presença de fases cristalinas nos materiais submetidos à calcinação. As análises eletroquímicas apresentaram resultados de capacitância específica de até 16.344 mF g⁻¹ e comportamentos capacitivos. O gráfico de Ragone confirmou o desempenho típico de supercapacitores para todos os dispositivos, incluindo a amostra TV3, que, apesar de se posicionar fora da região convencional, apresentou boa densidade de energia, potência e capacitância, demonstrando potencial para aplicações em armazenamento de energia |
