Síntese do híbrido de óxido de grafeno reduzido/óxido de cobalto a partir de baterias íons-lítio exauridas e suas aplicações eletroquímicas como pseudocapacitor e sensor de ácido ascórbico

dc.contributor.advisor1Freitas, Jair Carlos Checon de
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000244742474
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3074997830683878
dc.contributor.authorRibeiro, Jessielem Soares
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000000200435499
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8307179715339982
dc.contributor.referee1Silva Filho, Eloi Alves da
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9306-7882
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8259708288584235
dc.contributor.referee2Dixini, Pedro Vitor Morbach
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-2504-3176
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2789595746682398
dc.date.accessioned2024-05-29T22:10:45Z
dc.date.available2024-05-29T22:10:45Z
dc.date.issued2019-03-29
dc.description.abstractIn this work, hybrid materials based on reduced graphene oxide (rGO) and cobalt oxide (CoO) were synthesized from recycled Li-ion batteries. A hydrometallurgical route was employed in the recycling process, with citric acid and nitric acid used as the leaching agents for the cathode and anode materials, respectively. Graphite oxide (GO) was prepared from the recycled graphite by a modified Hummers method; the hybrid material was produced by mixing GO and the recycled metal oxides (mostly CoO) using a sol-gel route followed by heat treatment at 450 °C during 2 h. The physicochemical characterization of the hybrid material indicated the formation of crystalline CoO (with face centered cubic structure) and rGO (with turbostratic structure), whereas lithium and manganese were also identified as minor components. The electrochemical performance of the hybrid material was evaluated by cyclic voltammetry, galvanostatic charge/discharge cycling and electrochemical impedance spectroscopy. The obtained specific capacitance reached values of 88.5 and 23.01 F g-1 for current densities of 0.07 and 0.2 A g-1, respectively, in the case of the material deposited on a glass carbon electrode. The study of the electrochemical oxidation of ascorbic acid using the hybrid material as electrode showed good linearity in the relationship between the oxidation current and the acid concentration. These results showed that the hybrid material produced from the recycled batteries is promising for applications as supercapacitor and as electrochemical sensor.
dc.description.resumoNeste trabalho, materiais híbridos à base de óxido de grafeno reduzido (rGO) e óxido de cobalto (CoO) foram sintetizados a partir de baterias recicladas de íon Li. Uma rota hidrometalúrgica foi empregada no processo de reciclagem, com ácido cítrico e ácido sulfúrico utilizados como agentes de lixiviação para os materiais catódico e anódico, respectivamente. O óxido de grafite (OG) foi preparado a partir do grafite reciclado a partir do método de Hummers modificado; o material híbrido foi produzido pela mistura de OG e os óxidos dos metais reciclados (principalmente CoO) usando uma rota sol-gel seguido por tratamento térmico a 450 ° C durante 2 h. A caracterização físico-química do material híbrido indicou a formação de CoO cristalino (com estrutura cúbica de face centrada) e rGO (com estrutura turboestrática), enquanto lítio e manganês também foram identificados como componentes em menor quantidade. O desempenho eletroquímico do material híbrido foi avaliado por voltametria cíclica, ciclo de carga / descarga galvanostática e espectroscopia de impedância eletroquímica. A capacitância específica obtida atingiu valores de 88,5 e 23,01 F g-1 para densidades de corrente de 0,07 e 0,2 A g-1, respectivamente, no caso do material depositado em eletrodo de carbono de vidro. O estudo da oxidação eletroquímica do ácido ascórbico utilizando o material híbrido como eletrodo mostrou boa linearidade na relação entre a corrente de oxidação e a concentração de ácido. Estes resultados mostraram que o material híbrido produzido a partir das baterias recicladas é promissor para aplicações como supercapacitor e como sensor eletroquímico.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/13240
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectReciclagem
dc.subjectBaterias íon-Li
dc.subjectÓxido de grafeno reduzido
dc.subjectÓxidos metálicos
dc.subjectPseudocapacitor
dc.subjectSensor eletroquímico
dc.subjectRecycling
dc.subjectLithium-ion batteries
dc.subjectReduced graphene oxide
dc.subjectCobalt oxide
dc.subjectPseudocapacitor
dc.subjectElectrochemical sensor
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleSíntese do híbrido de óxido de grafeno reduzido/óxido de cobalto a partir de baterias íons-lítio exauridas e suas aplicações eletroquímicas como pseudocapacitor e sensor de ácido ascórbico
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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