ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA DIFUSÃO DE ÍONS DE LÍTIO, SÓDIO E POTÁSSIO EM FILMES FINOS ELETROCRÔMICOS DE WO3

  • Marco Rodrigues
  • Agnieszka Pawlicka
  • Luana Uszacki Krüger
  • César Antonio Oropesa Avellaneda
  • Javier Antonio Gomez Romero
  • João Francisco Prolo Filho
Rótulo eletrocromismo, óxido, tunstênio, cronocoulometria

Resumo

Os materiais eletrocrômicos permitem a alteração de suas propriedades ópticas pela inserção de um potencial ou carga elétrica. Por essa razão, possuem uma variedade muito grande de aplicações. Sua aplicação em janelas inteligentes, como filmes finos eletrocrômicos, permite o controle da absorbância e transmitância em diversas faixas do espectro eletromagnético, garantindo a manutenção da luminosidade e carga térmica incidente nos ambientes. Por essas razões, diversos autores têm dedicado seus esforços para o estudo de dispositivos eletrocrômicos. Nesse contexto, nenhum material é tão estudado como o óxido de tungstênio (WO3). No entanto, não existe concordância entre os modelos que buscam explicar o fenômeno eletrocrômico. A eletro-intercalação dos pares iônicos na matriz hospedeira, com as correspondentes reações de oxi-redução, é uma das poucas causas reconhecidas. Assim sendo, este trabalho procura analisar a resposta de um modelo teórico para a difusão de diferentes íons em filmes finos de WO3. O processo sol-gel foi utilizado para produzir a solução a partir de: peroxido de hidrogênio, ácido acético, tungstênio em pó e água deionizada. Nesta solução os substratos foram depositados por dip-coating e posteriormente tratados termicamente à 240°C. Por meio de uma célula eletroquímica de três eletrodos conectada a um potenciostato/galvanostato (AUTOLAB PGSTAT 302N), se realizou as medidas de cronocoulometria. Para o estudo da resposta teórica do modelo quanto a eletrointercalação dos íons de lítio, sódio e potássio, se produziu as soluções de 0.1 mol perclorato de lítio, ou 0.1 mol de perclorato de sódio e 0.1 mol de perclorato de potássio, cada uma dissolvida em carbonato de propileno. O modelo matemático foi desenvolvido com base na resolução da segunda Lei de Fick, que governa os processos difusionais, e implementado no software OCTAVE. Então, o método de ajuste de curvas foi utilizado para a obtenção de perfis teóricos, baseados nos resultados experimentais. A comparação entre os perfis teóricos de densidade de cargas para os diferentes pares iônicos permitiu uma análise mais vasta do modelo matemático e sua eficácia em representar as condições presentes em diferentes dispositivos eletrocrômicos. Através dessa abordagem teórico-experimental, pôde-se confirmar que o modelo fornece resultados razoavelmente precisos para a difusão de todos os íons estudados. Sendo assim, pode-se recomendar sua utilização para a simulação das propriedades eletrocrômicas em dispositivos baseados na intercalação de lítio, sódio e potássio.

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Publicado
2020-11-20
Como Citar
RODRIGUES, M.; PAWLICKA, A.; USZACKI KRÜGER, L.; ANTONIO OROPESA AVELLANEDA, C.; ANTONIO GOMEZ ROMERO, J.; FRANCISCO PROLO FILHO, J. ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA DIFUSÃO DE ÍONS DE LÍTIO, SÓDIO E POTÁSSIO EM FILMES FINOS ELETROCRÔMICOS DE WO3. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 12, n. 2, 20 nov. 2020.