Síntese de óxido de grafeno e niobato de estanho para construção de supercapacitores e baterias

dc.contributor.advisor1Garcia, Jarem Raul
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9658977583910054
dc.contributor.authorNascimento, Josias do Rocio Vitor do
dc.contributor.referee1Souza, Eder Carlos Ferreira de
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8972485564313775
dc.contributor.referee2Pessôa, Christiana Andrade
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7993522648152946
dc.contributor.referee3Lazaro, Sérgio Ricardo de
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1200849593735259
dc.contributor.referee4Godinho Junior, Mario
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8364676654739392
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8484297690305483
dc.date.accessioned2026-01-24T16:13:35Z
dc.date.accessioned2026-06-24T19:37:25Z
dc.date.issued2025-10-27
dc.description.abstractThere is currently a growing demand for new energy generation and storage technologies, mainly due to the rising cost and scarcity of fossil fuels, concerns about climate change, and the adoption of greener and more sustainable consumption habits. The development of storage devices such as batteries and supercapacitors is essential to overcome the challenges of the energy transition. In this paper, we present the production and application of two new materials for energy storage: graphene oxide obtained through the electrochemical exfoliation of graphite, and tin niobate. Graphene oxide can be produced with a yield of 4 g per hour using low-cost reagents and equipment. Furthermore, this work developed a method for purifying graphene oxide. The graphene oxide exhibited an ID/IG ratio of 0.87 ± 0.01, corresponding to multilayer graphene. This material can be used as an active material for supercapacitor electrodes, presenting a storage capacity of 11 F g-1 when subjected to a current density of 150 mA g-1. Tin niobate (Sn2Nb2O7), in turn, was synthesized hydrothermally in acidic and alkaline media; both products were used as active materials for sodium-ion batteries. Tin niobate obtained in an acidic medium presented a storage capacity of 120 mAh g-1, while that obtained in an alkaline medium presented a capacity of 60 mAh g-1 when subjected to a current density of 50 mA g-1. The sodium-ion batteries were tested using two types of electrolyte and subjected to four current densities. The batteries with the best performance were those using diglyme as a solvent and electrodes containing tin niobate synthesized in an acidic medium.
dc.description.resumoAtualmente há uma crescente demanda por novas tecnologias de geração e armazenamento de energia, devido principalmente ao encarecimento e escassez de combustíveis fosseis, preocupação com as mudanças climáticas e adoção de hábitos de consumo mais ecológicos e sustentáveis. O desenvolvimento de dispositivos de armazenamento como baterias e supercapacitores é fundamental para superar os desafios da transição energética. Neste trabalho apresentamos a produção e aplicação de dois novos materiais para armazenamento de energia, o primeiro é o óxido de grafeno obtido meio de esfoliação eletroquímica do grafite, o segundo é o niobato de estanho. O óxido de grafeno pode ser produzido com um rendimento de 4 g por hora, com reagentes e equipamentos de baixo custo, além disso, neste trabalho foi desenvolvido um método de purificação do óxido de grafeno. O óxido de grafeno obtido apresentou uma razão ID/IG = 0,87 ±0,01, o que corresponde a um grafeno multicamadas. Esse material pode ser usado como material ativo para eletrodos de supercapacitores, apresentando uma capacidade de armazenamento de 11 F g-1 quando submetido à densidade de corrente 150 mA g-1. O Niobato de estanho (Sn2Nb2O7) por sua vez, foi sintetizado por método hidrotermal, em meios ácido e alcalino, ambos os produtos obtidos foram empregados como materiais ativos para baterias de íons de sódio. O Niobato de estanho obtido em meio ácido apresentou um capacidade de armazenamento de 120 mAh g-1, enquanto o obtido em meio alcalino apresentou uma capacidade de 60 mAh g-1 quando submetidos à densidade de corrente de 50 mA g-1. As baterias de íons de sódio foram testadas usando dois tipos de eletrólito e submetidas a quatro valores de densidade de corrente. As baterias com melhor desempenho foram aquelas que utilizaram diglima como solvente e eletrodos contendo niobato de estanho sintetizado em meio ácido.
dc.identifier.citationNASCIMENTO, Josias do Rocio Vitor do. Síntese de óxido de grafeno e niobato de estanho para construção de supercapacitores e baterias. 2025. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025.
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/1185
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossa
dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.subjectGrafeno
dc.subjectNiobato de estanho
dc.subjectBaterias de íons de sódio
dc.subjectSupercapacitores
dc.titleSíntese de óxido de grafeno e niobato de estanho para construção de supercapacitores e baterias
dc.typedoctor thesis

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