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Navegação IPEN por Autores IPEN "CRUZ, P.D."
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CRUZ, P.D.
; FARIA, R.N.
; LAZAR, D.R.
.
Battery eletrolyte based on lithium perclorate for electrochemical supercapacitors.
In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.,
6-10 de novembro, 2022,
Águas de Lindóia, SP.
Resumo...
2022.
Abstract:
Propylene carbonate (PC) has been successfully employed in rechargeable batteries for quite a long
time. Lithium perchlorate (LiClO4) was dissolved in propylene carbonate (C4H6O3) to form the
liquid electrolyte for high energy battery systems. Due the high conductivity, common electrolytes
for carbon-based electrochemical supercapacitors are the tetraethylammonium tetrafluoroborate
salt (NEt4BF4) dissolved in propylene carbonate or acetonitrile (ACN). These organic solvents have
a drawback of requiring a glove box for handling due to moisture susceptibility and also for their
intrinsic toxicity. A glove box, which can be routinely operated at oxygen levels below 30 ppm, has
a considerable capital, operational and maintenance cost. Organic electrolytes also evaporate easily
and commercial supercapacitors are limited to operation close to room temperature (<70oC). In
this study propylene carbonate has been replaced for propylene glycol (PG) which is practically
non-toxic. Propylene glycol (C3H8O2) can be released into the environment via industrial releases
or by disposal of consumer products. It is readily soluble in water and has a low sorption partition
coefficient, having the ability to move through soil and to leach into ground water. Low vapor
pressure (0.1 mmHg at 25°C) and high water solubility produces minimal volatilization to the
atmosphere. Its low octanol/water partition coefficient indicates that bioconcentration should not
happen. Propylene glycol is readily degraded in surface water and soil by chemical oxidation (or
photochemical) and microbial digestion, with a short half-life (1–5 days) in aerobic or anaerobic
conditions. Electrochemical supercapacitors have been produced with activated carbon commercial
electrodes with electrolytes based on propylene glycol using lithium perchlorate in various molar
ratios. These experimental devices have been tested by cyclic voltammetry under window potential
from 1 V to 2.7 V and current from 10 mA to 150 mA at scanning rates of 1 mVs-1 and 10 mVs-1.
Galvanostatic cycling was carried out using several current densities from 1.1 V to 2.7 V.
Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used with a 1 mHz to 100 KHz interval and an
applied bias potential varying from 0 V to 10 V. Voltammetry curves at room temperature resulted
in a specific capacitance 143 Fg-1 for the propylene glycol with lithium perchlorate electrolyte in a
molar proportion of 2 to 1.
CRUZ, P.D.; FARIA, R.N.; LAZAR, D.R.
Battery eletrolyte based on lithium perclorate for electrochemical supercapacitors.
In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.,
6-10 de novembro, 2022,
Águas de Lindóia, SP.
Resumo...
2022.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33743. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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GALDINO, G.S.
; RODRIGUES, W.C.
; CRUZ, P.D.
; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K.
; FARIA, R.N.
.
Characteristics of electric double layer capacitors prepared with electrolytes based on deep eutectic solvents.
In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.,
6-10 de novembro, 2022,
Águas de Lindóia, SP.
Resumo...
2022.
Abstract:
The storage capacity of electric double layer capacitors or electrochemical supercapacitors with
electrolytes based on deep eutectic solvents (DES) composed of L-lactic acid with several hydrogen
bond acceptors (nicotinamide, L-alanine, ammonium acetate, sodium acetate, choline chloride,
amino acetic acid) with a molar ratio of 7:1 have been investigated. A DES based on urea and
choline chloride with at a molar ration of 2:1 has also been included for comparison. The
electrochemical supercapacitors were prepared using commercial activated carbon electrodes after
removing the volatile organic electrolyte with a vacuum pump. The characteristics of the
electrochemical supercapacitors were determined by cyclic voltammetry at temperature room
temperature and also after heating at 353 K using scan rates that varied from 2 to 25 mVs-1.
Lowest scan rate led to higher specific capacitance of 150±8 Fg-1 with a maximum applied
potential of 1.7 V for the urea and choline chloride DES with a molar ration of 2:1. The lactic acid
with all the hydrogen bond acceptors with a molar ratio 7:1 it has been necessary to increase the
temperature above room temperature to improve the specific capacitance.
Palavras-Chave:
electrolytes;
capacitors;
layers;
electrochemical cells
GALDINO, G.S.; RODRIGUES, W.C.; CRUZ, P.D.; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K.; FARIA, R.N.
Characteristics of electric double layer capacitors prepared with electrolytes based on deep eutectic solvents.
In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.,
6-10 de novembro, 2022,
Águas de Lindóia, SP.
Resumo...
2022.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33835. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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-
GALDINO, G.S.
; RODRIGUES, W.C.
; CRUZ, P.D.
; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K.
; FARIA, R.N.
.
Characteristics of electric double layer capacitors produced with electrolytes based on deep eutectic solvents.
In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.,
6-10 de novembro, 2022,
Águas de Lindóia, SP.
Resumo...
2022.
Abstract:
The storage capacity of electric double layer capacitors or supercapacitors with electrolytes based
on deep eutectic solvents (DES) has been investigated in this study. DES composed of L-lactic acid
with nicotinamide, L-alanine, ammonium acetate, sodium acetate and choline chloride have all
been prepared at a molar ratio of 7:1. Furthermore, urea with choline chloride at a molar ratio of
2:1 has also been used as electrolyte for the electrochemical supercapacitors. The DES
supercapacitors were prepared using commercial activated carbon electrodes after removing the
volatile organic electrolyte with back-pumping vacuum. The electric characteristics of these
supercapacitors with DES electrolytes were determined by cyclic voltammetry at room temperature
and above up to 80°C. The cyclic voltammetry scan rates were varied from 2 to 25 mVs-1. The
lowest scan rate led to a high specific capacitance of 150±8 Fg-1 for urea with choline chloride at a
molar ratio of 2:1 and using a maximum applied potential of 1.7 V. For higher molar ratio (7:1) of Llactic
acid with the others hydrogen bond acceptors (HBA) it was necessary to increase the
temperature above room temperature to improve the specific capacitance. The best results have
been obtained with two solids (urea and choline chloride) as starting compounds for preparing the
DES. Equivalent series resistances (ESR) have also been determined in this work employing
galvanostatic cycling tests with current densities between 2 and 20 mAg-1.
GALDINO, G.S.; RODRIGUES, W.C.; CRUZ, P.D.; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K.; FARIA, R.N.
Characteristics of electric double layer capacitors produced with electrolytes based on deep eutectic solvents.
In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.,
6-10 de novembro, 2022,
Águas de Lindóia, SP.
Resumo...
2022.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33742. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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GALDINO, G.S.
; SILVA, D.V.
; CRUZ, P.D.
; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K.
; FARIA, R.N.
.
Microstructural and electrochemical studies of HDDR-graphene supercapacitors electrodes in KOH electrolyte.
In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23.,
04-08 de novembro, 2018,
Foz do Iguaçu, PR.
Resumo...
2018.
p. 2923-2923.
Abstract:
In the past, the hydrogenation disproportionation desorption and recombination
(HDDR) process has only been used to produced rare earth transition metal polymer
bonded permanent magnets with outstanding performance. Recently, however, it has
been shown that the HDDR process (850oC) can be successfully employed to produce
reduced graphene oxide for electrochemical supercapacitors. In the present work, the
electrochemical characteristics of HDDR-graphene supercapacitors have been
compared to those obtained with chemically reduced commercial graphene oxide.
Lower HDDR processing temperatures (200-600oC) have been used in this study for
a comparison with previous investigations. The equivalent series and parallel
resistances (EPR and ESR) and specific capacitance (Cs) of HDDR-graphene
supercapacitors electrodes have been investigated using cyclic voltammetry. Room
temperature specific capacitances calculated from cyclic voltammetry curves at scan
rates of 2 mVs-1 reached ~160 Fg-1 in 1 molL-1 KOH electrolyte. Internal series
resistances of the HDDR-graphene electrodes were measured using the galvanostatic
curves also at room temperature. The microstructures of the electrode material have
been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical
microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX).
GALDINO, G.S.; SILVA, D.V.; CRUZ, P.D.; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K.; FARIA, R.N.
Microstructural and electrochemical studies of HDDR-graphene supercapacitors electrodes in KOH electrolyte.
In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23.,
04-08 de novembro, 2018,
Foz do Iguaçu, PR.
Resumo...
2018.
p. 2923-2923.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29628. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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CRUZ, P.D.
; COSENTINO, I.C.
; GALEGO, E.
; YOSHIKAWA, D.
; FARIA, R.N.
.
The effect of vacuum annealing and HDDR processing on the electrochemical characteristics of activated carbon and graphene oxide for the production of supercapacitors electrodes.
In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23.,
04-08 de novembro, 2018,
Foz do Iguaçu, PR.
Resumo...
2018.
p. 660-660.
Abstract:
Electric double-layer capacitors or electrochemical supercapacitors prepared using
activated carbons have been subjected to vacuum heat treatments at low and high
temperatures (200, 400, 600, 800 and 1000°C). The activated carbon electrodes have
been tested at a window potential of 1.1 V employing a KOH electrolyte (1.0 mol.L-1).
The effect of thermal treatment (vacuum or HDDR) upon the electrical properties has
been investigated by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy
(EIS). It has been shown that the specific capacitance at 5 msV-1 increases from 50
Fg-1 to 130 Fg-1 after a heat treatment at 400°C for 1 hour under back pump vacuum.
At this temperature the diminution in the specific capacitance with higher scanning rate
(10 msV-1) was much less pronounced (from 130 Fg-1 to 109 Fg-1). Equivalent series
resistance (ESR) and equivalent parallel resistance of supercapacitors electrodes
have also been investigated. Internal resistances of the supercapacitors were
calculated using the galvanostatic curves at several current densities (10-100 mAg-1).
BET analysis of the starting carbon and after thermal treatments have also been
carried out in this investigation. The activated structures have been studied using
scanning electron macroscopy (SEM) and X-ray diffraction. A compositional and
morphological evaluation of these electrodes showed no significant change on the
activated carbon structure. Reduced graphene oxide electrodes have also been
prepared in this investigation for a comparison.
CRUZ, P.D.; COSENTINO, I.C.; GALEGO, E.; YOSHIKAWA, D.; FARIA, R.N.
The effect of vacuum annealing and HDDR processing on the electrochemical characteristics of activated carbon and graphene oxide for the production of supercapacitors electrodes.
In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23.,
04-08 de novembro, 2018,
Foz do Iguaçu, PR.
Resumo...
2018.
p. 660-660.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29648. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI,
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2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI,
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O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.