Banca de DEFESA: RIVALDO LEONN BEZERRA CABRAL

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : RIVALDO LEONN BEZERRA CABRAL
DATA : 26/10/2026
HORA: 09:00
LOCAL: MODO REMOTO
TÍTULO:

SÍNTESE DE NANOMATERIAL A BASE DE CARBONO UTILIZANDO COQUE DE PETRÓLEO COMO PRECURSOR PARA OBTENÇÃO DE ELETRODOS EM SUPERCAPACITOR EDLC

PALAVRAS-CHAVES:

Coque de petróleo; Grafeno; Supercapacitores; Nanomateriais; Capacitor de dupla camada elétrica; Carbono.

PÁGINAS: 245
RESUMO:

A crescente demanda por sistemas de armazenamento de energia eficientes e seguros tem posicionado os capacitores eletroquímicos de dupla camada elétrica (EDLC) como tecnologia estratégica, cujo desempenho depende diretamente do material ativo que constitui seus eletrodos. Embora os nanomateriais a base de carbono (NMC) se destaquem nessa aplicação, as rotas convencionais de obtenção dependem de grafite, de reagentes corrosivos e de etapas exaustivas de purificação, gerando resíduos tóxicos que constituem um gargalo para sua consolidação industrial. Diante dessas limitações, o presente estudo teve como objetivo investigar a síntese de um nanomaterial a base de carbono a partir do coque verde de petróleo, resíduo abundante e de baixo custo da indústria petroquímica, para emprego como material ativo em eletrodos de EDLC. Desenvolveu-se, para tanto, uma rota termoquímica seca conduzida em forno mufla a 1000 °C sob ar não inerte, que dispensa agentes ativadores, atmosfera inerte e etapas de lavagem, avaliando-se o efeito do tempo de patamar da pirólise (1, 2 e 3 h) sobre a estrutura, a textura e o desempenho eletroquímico do material. As amostras foram caracterizadas por DRX, Raman, FTIR, UV-Vis, XPS, BET/BJH, MEV e MET. As caracterizações comprovaram a conversão do carbono não-grafítico do coque em grafeno turbostrático, evidenciada pelo surgimento da reflexão (100) e pela expansão dos domínios aromáticos no plano basal (La de 2,71 para 4,96 nm), pela redução do número de camadas empilhadas de 12,3 para cerca de sete e pela elevação da razão A 2D /A total no Raman de 0,331 para 0,687 e, principalmente, pelo espaçamento interplanar acima de 0,344 nm em toda a série das amostras pirolisadas, tanto por DRX e confirmadas pelas micrografias TEM. A área superficial específica aumentou de 5,24 para 72,34 m² g⁻¹ e o volume de poros de 0,0083 para 0,052 cm³ g⁻¹, com perfil mesoporoso para o coque de petróleo pirolisado a 1000 °C com 3 horas de residência (PCr_3h). Eletroquimicamente, o coque bruto mostrou-se resistivo e não funcional, ao passo que as amostras pirolisadas exibiram comportamento típico de EDLC: a contribuição de dupla camada obtida pelo método de Trasatti elevou-se de 6,0% para 81,6%, a capacitância específica seguiu a ordem PCR_3H (41,68 F g⁻¹) > PCR_2H (21,90 F g⁻¹) > PCR_1H (5,60 F g⁻¹) a 0,1 A
g⁻¹, a resistência de transferência de carga reduziu-se de 8,27 para 1,41 Ω cm⁻² e o eletrodo PCR_3H reteve 99,03% da capacitância após 1000 ciclos. Verificou-se que o tempo de patamar governa sobretudo a porosidade
acessível e a qualidade da interface eletrodo–eletrólito, enquanto o ordenamento estrutural mostra-se controlado pela temperatura, e que a rota termoquímica seca proposta, limpa, de baixo custo e isenta de reagentes agressivos, viabiliza a conversão de um resíduo do refino de petróleo em eletrodos funcionais para supercapacitores.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 2941160 - JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
Interna - 2275848 - ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
Externo ao Programa - 1752014 - EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO - UFRNExterno à Instituição - JOSÉ CLEITON SOUSA DOS SANTOS - UNILAB
Externo à Instituição - FELIPE MENDONCA FONTES GALVAO - UFS