Montagem de um dispositivo eletrocrômico constituído por Poli(O-Metoxianilina) e óxido de tungstênio
Resumo
Resumo: Este trabalho trata do estudo das caracteristicas e comportamento eletrocromico de filmes finos de poli(o-metoxianilina), POMA, e WO3, com o objetivo de usar as propriedades complementares destes materiais para elaboracao de um dispositivo eletrocromico (DE) com eletrolito solido polimerico (EP). O estudo foi conduzido para obtencao das melhores condicoes de sintese dos filmes individualmente. POMA e um polimero condutor e WO3 um oxido de metal de transicao, estes materiais mudam suas propriedades opticas (coloracao) quando sao submetidos a um campo eletrico. POMA foi obtida atraves de sintese letroquimica (voltametria ciclica) entre os potenciais de -0,2V e +1,0V; WO3 foi obtido pelo metodo eletroquimico, usandose voltametria ciclica entre os potenciais de -0,7V e +0,1V e pelo metodo Pechini, em que o filme foi depositado por spin-coating a partir de uma resina precursora. Foram determinadas as espessuras em torno de 50nm e 25nm, respectivamente, para os filmes de POMA e WO3. Foram realizados, basicamente, dois tipos de medidas gin-situ h dos filmes: a aquisicao de espectros UV-VIS de 300 a 900 nm em varios potenciais e o monitoramento da transmitancia em comprimento de onda fixo (650 nm) durante 1000 saltos de potencial (experimentos de spectrocronoamperometria). A POMA apresentou 53% de variacao de transmitancia e o WO3 apresentou %T maxima de 68,3%. Os Filmes eletrocromicos (POMA e WO3) apresentaram eficiencia eletrocromica (ƒÅ) proximas de 54 cm2 C-1. Os filmes individuais foram caracterizados tambem por voltametria ciclica, microscopia eletronica de varredura (MEV), e somente o WO3 por Difratometria de Raio-X (XRD) e Microscopia de Forca Atomica (AFM). Foram montados dispositivos eletrocromicos, utilizando eletrolito liquido, HClO4, e eletrolito solido polimerico, olimetilmetacrilato (PMMA)/LiClO4. Os dispositivos apresentaram mudanca de coloracao entre amarelo claro e azul intenso. Os dispositivos foram caracterizados, em 650 nm, obtendo-se os parametros eletrocromicos de eficiencia eletrocromica (ƒÅ), eficiencia coulombica (EC), tempos de resposta (ƒÑ) alem de testes de durabilidade e memoria optica. Os resultados obtidos indicam que o dispositivo com POMA e WO3, ambos obtidos eletroquimicamente, em eletrolito solido permaneceu estavel, com alta eficiencia de coloracao (em torno de 67 cm2 C-1) e reduzido tempo de resposta, proximo de 1 segundo, indicando sinergismo entre os materiais. Abstract: This work is about the study of characteristics and electrochromic behavior of thin films of poly(o-methoxyaniline) POMA and WO3, aiming to use the complementary properties of these materials in the elaboration of an electrochromic device (ED) with solid polymeric electrolyte (PE). The study was conducted in order to obtain the best synthesis conditions of the films individually. POMA is a conducting polymer and WO3 a transition metal oxide, these materials change their optical properties (coloration) when they are submitted to an electric field. POMA was obtained through electrochemical synthesis (cyclic voltammetry) between the potentials of -0,2V and +1,0V; WO3 was obtained by electrochemical method, using cyclic voltammetry between the potentials of -0,7V and +0,1V and for the method Pechini, in which the film was deposited by spin-coating starting from a precursor resin. Their thicknesses were measured to be around 50nm and 25nm, respectively, for films of POMA and WO3. Basically two types of measures "in-situ" of the films were performed: the acquisition of UV-VIS spectra from 300 nm to 900 nm in several potentials and the transmittance monitoring in fixed wavelength (650 nm) during 1000 potential tep espectrochronoamperometric experiments). POMA presented 53% of transmitance variation and WO3 presented maximum %T = 68,3%. The electrochromic films (POMA and WO3) presented electrochromic fficiency (ç) close to 54 cm2 C-1. The individual films were also characterized by cyclic voltammetry, Sweeping Electronic microscopy (SEM), only the WO3 for X-Ray difratometry (XRD) and atomic force microscope (AFM). Electrochromic devices were assembled using electrolyte liquid, HClO4, and solid electrolyte polymeric, polymethylmetacrilate (PMMA)/LiClO4. The devices presented coloration change between clear yellow and intense blue. The devices were characterized, in 650 nm, obtaining electrochromic parameters of electrochromic efficiency (ç), coulombic efficiency (CE), answer times (ô) besides durability tests and optical memory. The results obtained for those parameters indicate that the device with POMA and WO3, both obtained electrochemically, in solid electrolyte remained stable, with high coloration efficiency (around 67 cm2 C-1) and reduced answer time, close to 1 second, indicating synergism among the materials.
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