Síntese e caracterização de M2+NBb2O6 (M2+ = Mg, Ca, Sr, Ba) com estrutura tipo perovskita, obtidos por moagem de alta energia e com potencial para aplicação como eletrólito sólido em dispositivos de armazenamento de energia e sensores eletroquímicos
| dc.contributor.advisor-co1 | NOBRE, Francisco Xavier | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0241423062695352 | |
| dc.contributor.advisor-co1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-0883-3651 | |
| dc.contributor.advisor1 | QUARESMA, João Nazareno Nonato | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7826389991864785 | |
| dc.contributor.advisor1ORCID | https://orcid.org/0000-0001-9365-7498 | |
| dc.contributor.member | MACÊDO, Emanuel Negrão | |
| dc.contributor.member | SOUZA, José Antonio da Silva | |
| dc.contributor.member | VIEGAS, Bruno Marques | |
| dc.contributor.member | BRITO, Walter Ricardo | |
| dc.contributor.member | ANGLADA RIVERA, José | |
| dc.contributor.member1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8718370108324505 | |
| dc.contributor.member1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6157348947425968 | |
| dc.contributor.member1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1196600058247902 | |
| dc.contributor.member1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0146388169116307 | |
| dc.contributor.member1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4199176882377088 | |
| dc.contributor.member1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-2768-652X | |
| dc.contributor.member1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-6493-0237 | |
| dc.contributor.member1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-6709-6794 | |
| dc.creator | NASCIMENTO, José Fábio de Lima | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0056522906128231 | |
| dc.creator.ORCID | https://orcid.org/0000-0002-4716-4171 | |
| dc.date.accessioned | 2025-12-01T12:45:17Z | |
| dc.date.available | 2025-12-01T12:45:17Z | |
| dc.date.issued | 2025-10-03 | |
| dc.description.abstract | The growing energy demand and the environmental impacts of petroleum are driving the search for economically and environmentally viable alternatives, which, however, depend on efficient energy storage systems. Batteries and supercapacitors have stood out in this context. Electrolytes are fundamental components in these types of devices. Solid electrolytes have gained attention due to their safety and stability, although they still face challenges related to ionic conductivity, manufacturing, and cost. In this scenario, perovskite-type structures, particularly those based on niobium, appear promising, although they are still underexplored for this application. This study presents the synthesis of alkaline earth metal niobates (MgNb2O6, CaNb2O6, SrNb2O6 and BaNb2O6) via high-energy ball milling, with potential application as solid electrolytes. X-ray diffraction, Rietveld refinement, and Raman spectroscopy analyses confirmed the predominant formation of the desired crystalline phase after 3 hours of synthesis. Structural and electrochemical analyses revealed crystallite sizes ranging from 11 to 47 nm, optical bandgaps between 2.71 and 3.45 eV, and ionic conductivity ranging from 1.96x10-6 to 2.8x10-5 S/cm. Morphological analysis showed the formation of irregular particle agglomerates ranging from submicron to micron scale. Thermogravimetric analyses revealed a recrystallization temperature range between 400 and 700°C, with structural stability. The adopted approach proved effective for obtaining niobates with potential for application as electrolytes in batteries, supercapacitors, and electrochemical sensors. In this work, the synthesized niobates are specifically explored as sensors for detecting lead (Pb2+) and cadmium (Cd2+) ions. | |
| dc.description.resumo | A demanda energética e os impactos ambientais do petróleo impulsionam a busca por alternativas economicamente e ecologicamente viáveis, mas que dependem de sistemas de armazenamento eficazes. Baterias e supercapacitores têm se destacado nesse contexto, sobretudo em regiões remotas como comunidades ribeirinhas do Amazonas. O eletrólito são elementos fundamentais neste tipo de dispositivos. Eletrólitos sólidos têm ganhado destaque por sua segurança e estabilidade, embora ainda enfrentem desafios relacionados à condutividade iônica, fabricação e custo. Nesse cenário, estruturas tipo perovskita, especialmente à base de nióbio, mostram-se promissoras, embora pouco exploradas para essa finalidade. Este estudo apresenta a síntese de niobatos de metais alcalinos terrosos (MgNb2O6, CaNb2O6, SrNb2O6 e BaNb2O6) por moagem de alta energia, com potencial aplicação como eletrólitos sólidos. Análises por difração de raios X, refinamento de Rietveld e espectroscopia Raman, confirmam a predominância da fase cristalina desejada nas amostras após 3 horas de síntese. A análise estrutural e eletroquímicas revelaram tamanho de cristalito entre 11 e 47nm, bandgaps óptico entre 2,71 e 3,45eV e condutividade iónica entre 1,96x10-6 e 2,84x10-5 S/cm. A morfologia revela a obtenção de aglomerados de partículas irregulares que variam entre as escalas sub-micrométrica e micrométrica. Técnicas termogravimétricas revelaram uma faixa de temperatura de recristalização das amostras entre 400 e 700°C, com estabilidade estrututural. A abordagem adotada demonstrou ser eficiente para a obtenção dos niobatos com potencial para aplicação como eletrólitos em baterias, supercapacitores e sensores eletroquímicos. Neste trabalho, os niobatos sintetizados são explorados especificamente como sensores para a detecção dos íons de chumbo (Pb²⁺) e cádmio (Cd²⁺). | |
| dc.identifier.citation | NASCIMENTO, José Fábio de Lima. Síntese e caracterização de M2+NBb2O6 (M2+ = Mg, Ca, Sr, Ba) com estrutura tipo perovskita, obtidos por moagem de alta energia e com potencial para aplicação como eletrólito sólido em dispositivos de armazenamento de energia e sensores eletroquímicos. Orientador: João Nazareno Nonato Quaresma. 2025. 290 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em: . Acesso em:. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/17771 | |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal do Pará | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Instituto de Tecnologia | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPA | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.source | 1 CD-ROM | pt_BR |
| dc.subject | Perovskita | |
| dc.subject | Niobatos | |
| dc.subject | Eletrólito sólido | |
| dc.subject.areadeconcentracao | USO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS | |
| dc.subject.linhadepesquisa | MATERAIS E PROCESSOS DE FABRICAÇÃO | |
| dc.title | Síntese e caracterização de M2+NBb2O6 (M2+ = Mg, Ca, Sr, Ba) com estrutura tipo perovskita, obtidos por moagem de alta energia e com potencial para aplicação como eletrólito sólido em dispositivos de armazenamento de energia e sensores eletroquímicos | |
| dc.title.alternative | Synthesis and characterization of M2+Nb2O6 (M2+ = Mg, Ca, Sr, Ba) with perovskite-type structure obtained by high energy ball milling and with potential application as a solid electrolyte in energy storage devices and electrochemical sensors | |
| dc.type | Tese | pt_BR |
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