Dispositivo eletrocrômico híbrido constituído por polianilina sulfonada e sulfonada e V2O5

Abstract

Resumo: Neste trabalho foram investigadas as propriedades eletroquímicas e eletrocrômicas da polianilina sulfonada (SPAN) comparativamente à polianilina (PANI) em meio não aquoso, visando a confecção de um dispositivo eletrocrômico. As técnicas utilizadas na caracterização desses materiais foram: voltametria cíclica, cronoamperometria de duplo salto de potencial, espectroscopia UV-VIS, microscopia de força atômica, voltabsorgrama cíclico derivativo e medidas elétricas. Estudos referentes ao solvente apontam melhor desempenho da SPAN em carbonato de propileno do que em acetonitrila. Esperava-se que, a SPAN, por ser um polímero auto-dopado, apresentasse eletrocromismo superior à PANI. Entretanto, após a quantificação das propriedades eletrocrômicas, através da estimativa dos parâmetros: eficiência coulômbica, eficiência eletrocrômica, tempo de resposta e memória ótica, percebeu-se que os dois polímeros apresentaram características bastante semelhantes. Filmes de V2O5 foram preparados a partir da hidrólise e condensação de um novo precursor alcoxilado e as propriedades eletrocrômicas desses filmes foram estudadas de maneira análoga à realizada para os polímeros. Este material mostrouse adequado para uso como contra-eletrodo na montagem de um dispositivo eletrocrômico à base de polianilina porque ele possuiu eletrocromismo complementar aos polímeros, ou seja, enquanto a PANI e a SPAN apresentam coloração anódica, filmes de V2O5 apresentam coloração catódica. A partir dessas caracterizações foram confeccionados dispositivos eletrocrômicos de polianilina sulfonada (SPAN) e de polianilina (PANI), ambos usando como contra-eletrodo V2O5. Após a construção e caracterização dos dispositivos ficou evidente o melhor desempenho da SPAN em relação a PANI, principalmente, no que diz respeito ao contraste ótico e ao tempo de vida. Em resumo, conclui-se que os procedimentos desenvolvidos nesse trabalho demonstraram a plena viabilidade da confecção de dispositivos eletrocrômicos que apresentam a SPAN como eletrodo de trabalho e o V2O5 como contra-eletrodo.

Abstract: Sulfonated polyaniline (SPAN) had its electrochemical and electrochromical properties studied in this work. Aiming the development of electrochromic devices, comparison between SPAN and polyaniline (PANI) in not aqueous media were carried out. The spectroscopic techniques used to characterize these materials were: cyclic voltammetry, double step potential chronoamperometry, UV-VIS spectroscopy, atomic force microscopy, derivative cyclic voltabsorptogram and electrical measurements. Our studies about the solvent effect points that SPAN showed a better performance in propylene carbonate than in acetonitrile. One expected that SPAN, by being an auto-doped polymer, had presented superior electrochromism behavior when compared to PANI. However, after the quantification of the electrochromic properties, through the estimative of the parameters such as coulombic and electrochromic efficiencies, switching time and optical memory, one perceived that both polymers showed very similar characteristics. Films of V2O5 were prepared from hydrolysis and condensation of a new alkoxylated precursor and their electrochromics properties were studied in analogous way previously used to SPAN and PANI. This material revealed suitable for use as auxiliary electrode in an electrochromic device polyaniline based. It was possible because V2O5 shows complementary electrochromism to polymers, i.e., while the PANI and the SPAN present coloration in anodic regions, films of V2O5 are colored in cathodic potentials. Starting from these spectral behavior, one were made electrochromic devices of sulfonated polyaniline (SPAN) and polyaniline (PANI), using V2O5 as counter electrode. After performance tests, device based in SPAN showed better results in respect to the optic contrast and the cycle life in relation the PANI. In summary, it was seen that the procedures developed in this work had demonstrated the full viability to made electrochromic devices based in SPAN and V2O5 as work and auxiliary electrodes, respectively.