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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Síntese e caracterização de titanato de sódio dopado com lítio para eletrólitos de estado sólido
???metadata.dc.creator???: Melo, Augusto Dias 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Ruiz, Yurimiler Leyet
First advisor-co: Paula, Marcos Marques da Silva
???metadata.dc.contributor.referee1???: Paula, Marcos Marques da Silva
???metadata.dc.contributor.referee2???: Pérez La Cruz, Javier
???metadata.dc.description.resumo???: O mundo tem passado por grandes mudanças quanto a novas tecnologias, principalmente no que diz respeito a indústria eletroeletrônica, inserção de veículos híbridos e elétricos e a busca por fontes de energias renováveis. A demanda por dispositivos de armazenamento de energia tem crescido de forma exponencial. Atualmente as baterias de lítio são destaque para este fim, mas o preço do lítio e sua abundância limitada leva a comunidade científica a buscar alternativas em outros elementos químicos, como, por exemplo, o sódio. Os materiais com base íons Na+ têm potencial uso em baterias de estado sólido, devido sua habilidade de difusão de íons que leva a valores altos de densidade de energia e potência. Sendo assim, muitos estudos vêm sendo desenvolvidos a partir de diferentes métodos de síntese, precursores e combinações de elementos, viabilizando o uso destes materiais como eletrodos e eletrólitos de estado sólido nos diferentes tipos de dispositivos de armazenamento de energia. A síntese hidrotermal assistida por micro-ondas foi utilizada para se sintetizar titanato de sódio dopado com diferentes concentrações de lítio, segundo a fórmula estequiométrica: Na2-xLixTi3O7 (x = 0,0; 0,01; 0,05; 0,15; 0, 25; 0,35 e 0,50). Para a caraterização das amostras diferentes técnicas foram utilizadas, entre elas: difração de raios X, método de Arquimedes e espectroscopia de impedância complexa. Na amostra dopada com 1% de íons de lítio (1% Li+) não se obteve uma mudança estrutural apreciável, sendo identificada Na2Ti3O7 como fase majoritária. A partir da dopagem com 5% Li+ foi verificada a formação de uma segunda fase identificada como NaLiTi3O7. As amostras dopadas com 35 e 50% Li+ apresentaram a fase NaLiTi3O7 como majoritária. Dopagens até 25% Li+ contribuíram para um aumento na condutividade elétrica em comparação com o titanato de sódio puro (0 % Li+). Já para as amostras dopadas com 35% e 50% Li+ obteve-se uma diminuição na condutividade elétrica do material. O maior valor de condutividade logrado foi da ordem de 10-4 S/m para a amostra 5% Li+. Os valores de condutividade elétrica logrados neste trabalho (ente 10-4 a 10-6 S/m) os colocam como possíveis materiais para uso em eletrólito de estado sólido.
Abstract: The world has undergone major changes in new technologies, especially in the electronics industry, the insertion of hybrid and electric vehicles and the search for renewable energy sources. Demand for energy storage devices has grown exponentially. Lithium batteries are currently highlighted for this purpose, but the price of lithium and its limited abundance, leads the scientific community to look for alternatives in other chemical elements, such as sodium. Na+ ion-based materials have potential use in solid state batteries due to their ion diffusion ability which leads to high values of energy density and power. Thus, many studies have been developed from different synthesis methods, precursors and element combinations, enabling the use of these materials as electrodes and solid-state electrolytes in different types of energy storage devices. Microwaveassisted hydrothermal synthesis was used to synthesize doped sodium titanate with different lithium concentrations according to the stoichiometric formula: Na2-xLixTi3O7 (x = 0.0; 0.01; 0.05; 0.15; 0.25; 0.35 and 0.50). For the characterization of the samples different techniques were used. Among them: X-ray diffraction, Archimedes method and complex impedance spectroscopy. For the sample doped with 1% lithium ions (1% Li+) no appreciable structural change was obtained and Na2Ti3O7 was identified as the majority phase. From doping with 5% Li+, the formation of a second phase identified as NaLiTi3O7 was verified. The samples doped with 35 and 50% Li+ presented the NaLiTi3O7 phase as the majority. Doping until 25% Li+ contributed to an increase in electrical conductivity compared to pure sodium titanate (0% Li+). For samples doped with 35% and 50% Li+, a decrease in the material electrical conductivity of the material was obtained. The highest conductivity value achieved was around 10-4 S/m for the 5% Li+ sample. The electrical conductivity values achieved in this work (between 10-4 to 10-6 S/m) make them possible materials for use in solid-state electrolyte.
Keywords: Energia - Armazenamento
Baterias
Eletrólitos
???metadata.dc.subject.cnpq???: ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA
???metadata.dc.subject.user???: Síntese hidrotermal assistida por micro-ondas
Titanato de sódio
Eletrólito de estado sólido
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Amazonas
???metadata.dc.publisher.initials???: UFAM
???metadata.dc.publisher.department???: Faculdade de Tecnologia
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citation: MELO, Augusto Dias. Síntese e caracterização de titanato de sódio dopado com lítio para eletrólitos de estado sólido. 2019. 85 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2019.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
???metadata.dc.rights.uri???: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
URI: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7343
Issue Date: 29-Aug-2019
Appears in Collections:Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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