Explorando novos horizontes com nióbio: refinamento da morfologia do óxido de nióbio e do niobato de sódio para o incremento da eficiência no armazenamento de energia (2024)
- Authors:
- Autor USP: MELO, EDUARDO CARMINE DE - IQ
- Unidade: IQ
- DOI: 10.11606/T.46.2024.tde-30042025-182410
- Subjects: ELETROQUÍMICA; NIÓBIO; ENERGIA
- Keywords: Armazenamento de energia; Energy storage; Hydrothermal method; Método hidrotérmico; Morfologia; Morphology; Niobato de sódio; Niobium pentoxide; Pentóxido de nióbio; Pseudocapacitance; Pseudocapacitância; Sodium niobate
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho descreve a síntese e caracterização de diversas morfologias de pentóxido de nióbio (Nb₂O₅) e niobato de sódio (NaNbO₃) utilizando o método hidrotermal, com foco na otimização dos reagentes, temperatura e tempo de reação. A caracterização estrutural e morfológica dos materiais foi realizada através de microscopia eletrônica, difração de raio X, espectroscopia Raman, isotermas de adsorção/dessorção de nitrogênio e espectroscopia de fotoelétron na região de raio X. Adicionalmente, as propriedades eletroquímicas foram avaliadas por meio de voltametria cíclica, técnicas de titulação galvanostática intermitente, espectroscopia de impedância eletroquímica e ciclos de carga e descarga galvanostáticos. Para o Nb₂O₅, quatro morfologias distintas foram sintetizadas: flores, esferas, cascas e bastões. Dentre estas, as esferas, com sua estrutura cristalina pseudohexagonal, exibiu o melhor desempenho eletroquímico, alcançando uma retenção de capacidade de 124,7 mAh g-¹ a uma corrente de 1 A g-¹, com uma alta contribuição da corrente capacitiva de 85,5% a 0,1 mV s-¹ e uma menor resistência de polarização durante o processo de intercalação de íons lítio. Em relação ao NaNbO₃, foram exploradas morfologias em forma de fios e cubos, com variações no tempo de reação hidrotermal e na temperatura de calcinação. Os materiais calcinados a 600 °C demonstraram o melhor desempenho eletroquímico, com uma capacidade de retenção após 300 ciclos galvanostáticos de carga e descarga de 92% e 93%, respectivamente, embora a capacidade específica tenha ficado abaixo dos valores teóricos reportados.Este estudo fornece insights importantes sobre as relações entre as técnicas de síntese, a morfologia dos materiais e suas propriedades eletroquímicas, oferecendo uma contribuição para o desenvolvimento de materiais com morfologia controlada para o armazenamento de energia eletroquímicos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 02.04.2024
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- Cor do Acesso Aberto: gold
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-
ABNT
MELO, Eduardo Carmine de. Explorando novos horizontes com nióbio: refinamento da morfologia do óxido de nióbio e do niobato de sódio para o incremento da eficiência no armazenamento de energia. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-30042025-182410/. Acesso em: 29 dez. 2025. -
APA
Melo, E. C. de. (2024). Explorando novos horizontes com nióbio: refinamento da morfologia do óxido de nióbio e do niobato de sódio para o incremento da eficiência no armazenamento de energia (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-30042025-182410/ -
NLM
Melo EC de. Explorando novos horizontes com nióbio: refinamento da morfologia do óxido de nióbio e do niobato de sódio para o incremento da eficiência no armazenamento de energia [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-30042025-182410/ -
Vancouver
Melo EC de. Explorando novos horizontes com nióbio: refinamento da morfologia do óxido de nióbio e do niobato de sódio para o incremento da eficiência no armazenamento de energia [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-30042025-182410/ - Mechanochemical effect on the electrochemical properties of a Na3(VO)2(PO4)2F positive electrode for sodium-ion batteries
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.46.2024.tde-30042025-182410 (Fonte: oaDOI API)
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