Filmes Layer-by-Layer de PANI-Goma arábica/óxido de grafeno como supercapacitores

Os supercapacitores são classificados de acordo com a forma que armazenam energia como capacitor eletroquímico de dupla camada elétrica (EDLC) e pseudocapacitor. O EDLC armazena energia pela formação da dupla camada elétrica e utiliza principalmente materiais carbonáceos e o pseudocapacitor armazena energia por reações redox de transferência de energia, e geralmente é composto por polímeros condutores e óxidos/hidróxidos metálicos. O objetivo desta pesquisa é combinar materiais que possuam ambos os métodos de armazenamento de energia, a partir da formação de filmes Layer-by-Layer (LbL) de óxido de grafeno (OG) e compósito de polianilina e goma arábica (PANI-GA) para aplicação como supercapacitor. OG e PANI-GA foram sintetizados conforme métodos previamente descritos na literatura [1,2]. O OG foi solubilizado em água e a PANI-GA em H2SO4, ambos com pH 5,0. Os filmes LbL (PANI-GA/OG)n, onde n = número de bicamadas, foram construídos com tempo de imersão de 10 min. Voltamogramas cíclicos dos filmes LbL apresentaram picos característicos para a PANI referentes ao par redox leucoesmeraldina→esmeraldina (Ep≈0,2V) e esmeraldina→ pernigranilina (Ep ≈0,75 V) [4]. O aumento do número de bicamadas resultou em aumento na resposta de corrente, o que pode ser atribuído a maior deposição de material na superfície do filme, favorecendo o processo de transferência de carga. A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) na região de baixa frequência apresentou uma redução da reta com o aumento do número de bicamadas indicando maior quantidade de contra-íons intercalados na matriz polimérica. Análises de carga e descarga por cronoamperometria apresentaram curvas características para pseudocapacitor. A capacitância específica obtida para o filme com 15 bicamadas foi de 8,5 mF cm-2 com densidade de corrente de 0,5 mA cm-2. A retenção observada foi de 49% após 500 ciclos. A resposta eletroquímica obtida mostrou-se promissora para aplicação como supercapacitor.