Ativação físico-química de Biochar de casca de amendoim para eletrodos em dispositivos para armazenamento de energia

Autor(es): Lara Pereira Motta , Patricia Rocio Duranona Aznar,
Orientador: Ademir José Zattera
Quantidade de visulizações: 19

São produzidas cerca de 7,44 milhões de toneladas de cascas de amendoim por ano no setor agroindustrial. Por ser uma material altamente poroso, ele favorece a formação de mesoporos e microporos. Tendo em vista o cenário atual, onde a busca por formas sustentáveis de geração de energia tem aumentado, este estudo buscou investigar a utilização desta biomassa na produção de biochar como material para a produção de eletrodos para supercapacitores. Para conseguir um material eficiente, é necessário que ele possua uma alta área superficial, alta condutividade elétrica e estabilidade de ciclos, assim garantindo interações maiores, mais eficientes e mais rápidas entre os elétrons. E também garantindo a integridade estrutural do material por usos prolongados. Para produzir este material, foi realizado inicialmente a pirólise a 650°C, na biomassa crua sob uma atmosfera de nitrogênio por 2 horas, a uma taxa de aquecimento de 10°C/min. Posteriormente, foi realizado um tratamento químico, onde o produto do tratamento físico foi impregnado com Hidróxido de Potássio(KOH) e depois ativado a 900°C por 1 hora. Após lavar a amostra até a neutralização do pH, anteriormente básico devido ao KOH, a amostra foi aquecida até a secagem. Para avaliar a eficácia dos tratamentos, foi realizado o BET e o BJH (testes de absorção e dessorção de Nitrogênio), para avaliar a área superficial e a porosidade do material apenas com o tratamento físico e o material com tratamento físico-químico. Também foram realizados os testes de voltametria cíclica, para estudar as reações redox de espécies químicas e impedância eletroquímica para analisar os mecanismos de reação. O material final obtido, após 2 tratamentos, obteve um grande aumento na área superficial em relação a primeira amostra. Isso se deve pela atuação do KOH, que além de atuar limpando os poros a partir da remoção de hidrogênio e oxigênio, ele também aumenta a área através da corrosão controlada, criando uma grande rede de microporos. Os testes eletroquímicos evidenciaram a eficiência do material em termos de condutividade e estabilidade cíclica. Além disso, os resultados das caracterizações físicas e eletroquímicas indicam que as cascas de amendoim possuem potencial para aplicação na produção de eletrodos para supercapacitores.

Palavras-chave: Biochar, Eletrodos, Área superficial