Entretanto, os voltamogramas dos compósitos são semelhantes aos resultados apresentados pelo MnO2, conforme pode ser observado na Figura 1:
ESTUDO ELETROQUÍMICO DE COMPÓSITOS DE MnO2 E POLIANILINA
Carla Dalmolin (PG), Roberto Manuel Torresi (PQ)
Palavras - chave: compósitos, dióxido de manganês, baterias de lítio
A criação de compósitos através da incorporação de polímeros condutores em óxidos de metais de transição tem sido o tópico de recentes pesquisas para a aplicação em aparelhos eletroquímicos e eletrocrômicos. Como exemplos tem-se WO3/polianilina, TiO2/polianilina (materiais com propriedades eletrocrômicas) e MnO2/polipirrol (utilizado como material ativo em baterias secundárias de lítio)1. Estudos da inserção eletroquímica de lítio no compósito MnO2/PPy mostraram que o polímero condutor age como uma rede condutora, melhorando a condutividade do óxido, e também como material ativo, aumentando a resposta eletroquímica2. Como a polianilina (PAn) é um polímero condutor promissor para o uso em baterias secundárias de lítio devido à sua alta condutividade, alta capacidade específica teórica e baixo custo3, também há interesse no estudo das propriedades eletroquímicas de compósitos de polianilina com MnO2. O presente trabalho visa a produção e investigação destes compósitos para a sua utilização em baterias secundárias de lítio.
O óxido de manganês foi preparado através da oxidação eletroquímica de uma solução 2,0mol/L de MnSO4 e 0,3 mol/L de H2SO44. Os compósitos foram preparados de maneira semelhante adicionando-se anilina nas concentrações 1,1 e 4,4 mmol/L à solução eletrolítica. Os compósitos foram depositados em ouro galvanostaticamente, utilizando densidades de corrente de 0,4 e 10 mA.cm-2. O potencial foi monitorado utilizado-se um eletrodo de calomelano como referência. Um eletrodo de platina foi utilizado como eletrodo auxiliar. A temperatura da eletrólise foi 85oC.
O óxido e os compósitos produzidos foram às analises de FTIR, Raman e DTG para a confirmação da polimerização da anilina junto com a formação do MnO2. A estrutura dos compósitos foi estudada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raio - X.
As análises de voltametria cíclica foram feitas com uma solução 0.5mol/L de LiClO4 em carbonato de propileno. O eletrodo de referência utilizado foi Ag/AgCl e usou-se um eletrodo de platina como auxiliar. A velocidade de varredura foi 1mV/s entre os potenciais +0,65 e -1,5V, que é a faixa de potencial de estabilidade do carbonato de propileno.
Os difratogramas de raio -X mostraram a formação de estruturas amorfas, enquanto que as análises de MEV mostraram que a estrutura compósito MnO2/PAn - 4,4 mmol/L é mais porosa, facilitando a inserção de íons Li+. Isso indica a ação da polianilina não apenas como rede condutora, mas também como um material ativo capaz de facilitar a entrada e saída dos íons Li+ para que ocorram as reações de oxiredução previstas para uma bateria secundária de lítio.
Entretanto,
os voltamogramas dos compósitos são semelhantes aos
resultados apresentados pelo MnO2, conforme pode ser
observado na Figura 1:
Figura 1: Voltamogramas do (¾) MnO2, (- - -) MnO2/PAn - 1,1 mmol/L, e (· · ·) MnO2/PAn - 4,4 mmol/L
A figura acima mostra que tanto para o óxido como para os compósitos, a reação de inserção ocorre praticamente no mesmo potencial, mas a reação de oxidação (saída dos íons Li+ para a solução) está ligeiramente deslocada para um potencial mais positivo nos compósitos, sendo que para o compósito com maior quantidade de polianilina a reação parece gerar uma corrente maior. Estes resultados confirmam a participação do polímero na reação de eletrointercalação.
(FAPESP)
1 - F. Leroux, G. Goward, W. Power, L. Nazar: J. Electrochem. Soc., 144, 3886 (1997)
2 - A. H. Gemeay, H. Nishiyama, S. Kuwabata, H. Yoneyama: J. Electrochem. Soc. , 142, 4190 (1995)
3 - K. S. Hwang, C. W. Lee, T. H. Yoon, Y. S. Son: J. Power Sources , 79, 225 (1999)
4 - E. Laurindo, F. Amaral, M. dos Santos, L. Ferracin, A. Carubelli, N. Bocchi, R. Rocha - Filho: Química Nova , 22, 600 (1999).