dc.contributor.author | Tozzi, Kaique Afonso | |
dc.date.accessioned | 2022-08-29T12:56:19Z | |
dc.date.available | 2022-08-29T12:56:19Z | |
dc.date.issued | 2022-06-21 | |
dc.identifier.citation | TOZZI, Kaique Afonso. Estudo da influência de contraíons nas propriedades eletroquímicas, eletromecânicas e térmicas de compósito polímero ionomérico metal (IPMC) de Náfion®/Pt. 2022. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16537. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16537 | |
dc.description.abstract | In the field of soft actuators, ionomeric polymer metal composite like devices
(IPMCs) are a trend, as they display great displacement when a low electric
potential is applied. Its work mechanism is related to the migration of solvated
counterions inside the polymeric membrane, so the type of counterion plays a
key role in the IPMC performance, while keeping the membrane hydrated limits
the usage of IPMC's in dry environments. Ionic liquids (ILs) are used in IPMC to
solve the dependence of the environment, but with the burden of poor mechanical
performance. Thus, the objective of this work was to study the electrochemical,
electromechanical and thermal properties of Nafion®/Pt-IPMC with different
counterions (H+, Li+, Na+ and [BMIM]+) and to tune the concentration of ionic liquid
1-butyl-3-methylimidazole chloride ([BMIM]Cl) with 0.1; 0.3 or 0.5 mol L-1,
attaining electrochemical stability with better electromechanical performance
independently of humidity level. [BMIM]Cl was successfully synthesized and
characterized through Nuclear Magnetic Resonance, Infrared Spectroscopy with
Fourier Transform and Cyclic Voltammetry (CV). IPMC electrochemical behavior
was studied through Electrochemical Impedance Spectroscopy, CV and
Chronoamperometry, while the electromechanical properties were measured
through blocking force and displacement, and mass loss with Thermogravimetric
Analysis. IPMC-[BMIM]Cl tests were performed in distinct humidities (30%, 60%
and 90%). Concentration of 0.3 mol L-1 provided electrochemical stability with the
best electromechanical performance regardless of relative humidity. This result
will be important for enhance the devices performance and efficiency. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | IPMC | por |
dc.subject | [BMIM]Cl | por |
dc.subject | líquido iônico | por |
dc.subject | concentração molar | por |
dc.subject | ionic liquid | eng |
dc.subject | molar concentration | eng |
dc.title | Estudo da influência de contraíons nas propriedades eletroquímicas, eletromecânicas e térmicas de compósito polímero ionomérico metal (IPMC) de Náfion®/Pt | por |
dc.title.alternative | Study of counterion influence on electrochemical, electromechanical and thermal properties of ionomeric polymer metal composite (IPMC) composed of Nafion®/Pt | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Scuracchio, Carlos Henrique | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0896060959622431 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Gonçalves, Roger | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5949704693295518 | por |
dc.description.resumo | No campo de atuadores suaves, dispositivos do tipo Compósito PolímeroIonomérico e metal (IPMC) são cada vez mais pesquisados, pois exibem grande
deslocamento ao ser aplicado um baixo potencial elétrico. Seu mecanismo de
trabalho está relacionado com a migração de eletrólitos solvatados no interior da
membrana polimérica, portanto, o tipo de contraíon possui papel fundamental no
desempenho do dispositivo. Além disso, a necessidade de manter a membrana
hidratada limita o uso dos IPMC’s em ambientes secos. Os líquidos iônicos (ILs)
são usados no IPMC para resolver a dependência do ambiente, porém, com o
ônus do desempenho eletromecânico. Assim, o objetivo deste trabalho foi
estudar as propriedades eletroquímicas, eletromecânicas e térmicas de IPMCs
de Nafion®/Pt com diversos contraíons (H+, Li+, Na+ e [BMIM]+) e determinar uma
concentração ótima de líquido iônico cloreto de 1-butil-3-metilimidazol ([BMIM]Cl)
entre 0,1; 0,3 e 0,5 mol L-1 que conferisse estabilidade eletroquímica em
diferentes umidades relativas com melhor desempenho eletromecânico. O
[BMIM]Cl foi sintetizado e caracterizado através de Ressonância Magnética
Nuclear, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier e
Voltametria Cíclica (VC). As propriedades eletroquímicas de IPMC’s foram
estudadas através de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, VC e
Cronoamperometria, as propriedades eletromecânicas foram medidas através
da força de bloqueio e deslocamento e a perda mássica através de Análise
Termogravimétrica. Os testes do IPMC-[BMIM]Cl foram realizados em três
umidades distintas (30%, 60% e 90%). Finalmente, a concentração de [BMIM]Cl
de 0,3 mol L-1 proporcionou estabilidade eletroquímica com o melhor rendimento
eletromecânico independentemente da umidade relativa. Este resultado será
importante para a realização de misturas eletrolíticas, o que pode melhorar ainda
mais o desempenho e a eficiência desses dispositivos. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | 23038.021524/2016-88 | por |
dc.description.sponsorshipId | 88887.569936/2020-00 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/6549314720328426 | por |