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Líquidos iônicos como eletrólitos para baterias: comportamento eletroquímico de metais e propriedades físico-químicas dos líquidos (2014)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: MARTINS, VITOR LEITE - IQ
  • USP Schools: IQ
  • Subjects: ELETROQUÍMICA; LÍQUIDOS IÔNICOS; ELETRODEPOSIÇÃO
  • Language: Português
  • Abstract: O armazenamento de energia em larga escala é um dos maiores desafios que temos que sanar em médio prazo para que tenhamos um impacto importante na matriz energética. As baterias aparecem como fortes candidatas para esta função, porém, é preciso melhorar todos os componentes das baterias, como eletrodos e eletrólitos, para aplicação em larga escala. Líquidos Iônicos (LIs) são interessantes alternativas para a utilização como eletrólito em bateria, pois abrem ampla possibilidades, como a utilização de ânodos metálicos e operação em alta temperatura. Sendo assim, este trabalho apresenta o estudo do uso do LI bis(trifluorometanosulfonil)imideto de N-n-butil-N-metilpiperidínio ([BMP][´TfIND.2N´]) na eletrodeposição de Mg utilizando vários procedimentos eletroquímicos e analíticos. A deposição/dissolução de Mg é irreversível quando há água (50 mmol ´LPOT.-1´) no sistema, e uma reversibilidade de apenas 7,4% em sistemas mais secos (5 mmol ´LPOT.-1´). Imagens de MEV e espectros de EDS mostram que há Mg na superfície do eletrodo, porém é indicada a formação de um filme passivador. Além disso, também foi estudado o comportamento eletroquímico de Cu no LI [BMP][´TfIND.2´N], que apresenta um ânion com boa capacidade de coordenação e no LI tetracianoborato de N-n-butil-N-metilpiperidínio ([BMP][B(´CN)IND4´]), que apresenta um ânion com baixa capacidade de coordenação. A propriedade de coordenação tem grande influência na oxidação e corrosão do metal, enquanto que no [´TfIND.2N´] há corrosão por pitting e não há passivação do metal, o uso do [B(´CN)IND.4´] leva a precipitação do sal Cu[B(´CN)IND.4´], causando a passivação do metal. Além disso, mesmo em baixa concentração de água, há formação de óxido durante a oxidação do metal nos dois LIs. Como a água afeta o comportamento eletroquímico dos LIs, foi realizado um estudodas propriedades físico-químicas do LI bis(trifluorometanosulfonil)imideto de 1-n-butil-2,3-dimetilimidazólio ([BMMI][´TfIND.2N´]) e sua mistura com ´LiPOT.+´ com diferentes quantidades de água. A presença de ´LiPOT+´ causa um grande aumento na capacidade do LI hidrofóbico em absorver água. Experimentos sugerem que há uma quebra nos agregados ´LiPOT.+´-ânion, que foi confirmado por dinâmica molecular (DM). Ainda, a água apresenta grande modificação nas propriedades como densidade, viscosidade e condutividade iônica, sem contar que os resultados experimentais sugerem uma quebra na regra de Walden em altas temperaturas. Por fim, foi avaliado a estrutura local do LI tetracianoborato de 1-n-butil-2,3-dimetilimidazólio ([BMMI][B(´CN)IND.4´]), para entender como é a interação entre o ânion de baixa capacidade de coordenação e o ´LiPOT.+´. A distância entre os ânions e o ´LiPOT.+´ é maior do que no caso do [´TfIND.2N´], indicando assim uma menor interação entre estes dois. A utilização de LIs como eletrólitos para baterias se apresenta como alternativa promissora, porém ainda demanda estudos para encontrar o melhor sistema
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 18.02.2014
  • Acesso online ao documento

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    CQ30100020548T541.37 M386L
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    • ABNT

      MARTINS, Vitor Leite; RIBEIRO, Mauro Carlos Costa; TORRESI, Roberto Manuel. Líquidos iônicos como eletrólitos para baterias: comportamento eletroquímico de metais e propriedades físico-químicas dos líquidos. 2014.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-31032014-083507/ >.
    • APA

      Martins, V. L., Ribeiro, M. C. C., & Torresi, R. M. (2014). Líquidos iônicos como eletrólitos para baterias: comportamento eletroquímico de metais e propriedades físico-químicas dos líquidos. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-31032014-083507/
    • NLM

      Martins VL, Ribeiro MCC, Torresi RM. Líquidos iônicos como eletrólitos para baterias: comportamento eletroquímico de metais e propriedades físico-químicas dos líquidos [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-31032014-083507/
    • Vancouver

      Martins VL, Ribeiro MCC, Torresi RM. Líquidos iônicos como eletrólitos para baterias: comportamento eletroquímico de metais e propriedades físico-químicas dos líquidos [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-31032014-083507/

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