Study of electrical and microstructural characteristics of supercapacitors with activated carbon electrodes and graphene electrodes produced by HDDR and biocompatible electrolyte for energy applications

Neste trabalho foi proposto investigar as características de capacitores eletroquímicos de dupla camada elétrica (supercapacitores) utilizando como matéria prima um eletrólito biocompatível como rota viável de baixo custo econômico para obtenção de dispositivos eletrônicos para armazenamento de energia. O objetivo principal foi estudar a influência dos vários parâmetros de processamento nas características elétricas de supercapacitores à base de eletrólito neutro, utilizando, na preparação dos eletrodos oxido de grafeno reduzido via HDDR 400°C e o carbono ativado, também com baixa toxidade e impacto ambiental. O primeiro tópico consistiu na preparação de eletrólitos com diferentes concentrações para avaliar este parâmetro na curva de autodescarga dos supercapacitores. Alternativamente realizou-se a caracterização dos eletrodos preparados com oxido de grafeno reduzido via HDDR 400°C e carbono ativado por ensaios de voltametria cíclica em um analisador eletrônico computadorizado de supercapacitores, que resultou na determinação da capacitância específica do material precursor e das resistências internas. Foram utilizadas técnicas adicionais para caracterização dos materiais precursores e processados, tais como: microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS), difração de raios-X (DRX).On this work was proposed research the electrochemical double layer capacitors characteristics (supercapacitors) using an environmentally compatible electrolyte as viable low economic cost path to obtain electronics devices for energy storage. The mains objective was to study the influence of the various processing parameters on electrical characteristics of supercapacitors based in neutral electrolyte, using in the preparation the activated carbon and reduced graphene oxide HDDR 400°C, also with low toxicity and environmentally impact. The first topic consisted in the preparation of electrolytes with different concentrations to evaluate this parameter in the self-discharge curve of supercapacitors. Alternatively was made characterization experiments of the activated carbon electrodes and rGO HDDR 400°C by cyclic voltammetry essays in an electronic computerized analyzer of supercapacitors that resulted in the determination of the precursor material specific capacitance and internal resistances Was utilized additional technics for characterization of precursor materials such as scanning electron microscopy (MEV-EDX) and X-ray diffraction (DRX)