Publicação
3D MICRO STRUCTURED ELECTRODES FOR ENERGY STORAGE BASED DEVICES
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | |
| dc.contributor.advisor | Sarmento, Joana | |
| dc.contributor.advisor | Silvestre, Sara | |
| dc.contributor.author | Coelho, Guilherme Ricardo Garcia | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-24T10:47:25Z | |
| dc.date.available | 2026-07-24T10:47:25Z | |
| dc.date.issued | 2025-12-11 | |
| dc.description.abstract | Nas duas décadas mais recentes verificou-se uma tendência crescente para o uso de tecnologia flexível. De displays a sensores, o papel crucial dos condensadores na filtração de sinais e armazenamento de energia deve acompanhar os avanços recentes na tecnologia de materiais tanto condutores como flexíveis. Neste trabalho foi efetuado um estudo comparativo sobre condensadores fabricados com elétrodos de múltiplos materiais de elevada área superficial em substratos flexíveis, ob-tendo uma classificação clara dos melhores pares elétrodo/substrato a partir da sua carateri-zação elétrica e eletroquímica. Tinta de carbono e MXene Ti3C2Tx foram utilizados para a pro-dução de elétrodos de condensadores, bem como a gravação de grafeno induzido por laser (Laser Induced Graphene, LIG) de forma a criar um elétrodo diretamente no substrato. Os dis-positivos foram criados em substratos flexível de poliamida e papel-pedra com um eletrólito de PVA-H2SO4 aplicado em todos os dispositivos. Estudos realizados por SEM permitiram a comparação de morfologia entre materiais e espetroscopia Raman revelou a existência e intensidade de defeitos, bem como a caraterização de grafeno por quantidade de camadas. Voltametria cíclica e ciclos de carga-descarga galva-nostática foram realizados nos condensadores. Estes apresentaram valores de capacitância en-tre 0.3 e 3.7 mF cm-2, com uma exceção que atingiu o valor máximo de 11.86 mF cm-2. Uma classificação dos condensadores foi realizada, ordenando os mesmos por valores de capaci-tância de área, densidade de energia, potência e eficiência de Coulomb. Os resultados obtidos permitem não só averiguar o potencial destes materiais para aplicações eletrónicas como também priorizar futuros desenvolvimentos de investigação. | por |
| dc.description.abstract | The last two decades have seen a growing trend toward flexible technology. From dis-plays to sensors, the crucial role of capacitors in signal filtering and energy storage must con-tinue to evolve with recent advances in both conductive and flexible materials technology. In this work, a comparative study of capacitors manufactured from multiple high-sur-face-area materials on flexible substrates was conducted, obtaining a clear classification of the best electrode/substrate pairs based on their electrical and electrochemical characteristics. Car-bon and MXene Ti3C2Tx inks were used for producing capacitor electrodes, as well as laser-induced graphene inscribing (Laser Induced Graphene, LIG) to create an electrode directly onto the substrate. The devices were created on flexible polyimide and stone-paper substrates with a PVA-H2SO4 electrolyte inserted into all devices. SEM studies allowed the comparison of morphology between materials, and Raman spectroscopy revealed the existence and intensity of defects, as well as the characterization of graphene by layer number. Cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge cycles were performed on the capacitors. These presented areal capacitance values between 0.3 and 3.7 mF cm-2, with the exception reaching a maximum value of 11.86 mF cm-2. A classification of the capacitors was performed, ordering them by values of areal capacitance, energy and power density, and Coulomb efficiency. The results obtained allow not only to ascertain the potential of these materials for elec-tronic applications but also to prioritize future research developments. | eng |
| dc.description.sponsorship | Pacto de Inovação “NGS - New Generation Storage” (C644936001-00000045), pelo Consórcio “NGS”, cofinanciado pelo NextGenerationEU. | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10362/204817 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.relation | LA/P/0037/2020 | |
| dc.relation | UIDP/50025/2020 | |
| dc.relation | UIDB/50025/2020 | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Supercapacitor | |
| dc.subject | Flexible electronics | |
| dc.subject | MXene Ti3C2Tx | |
| dc.subject | Laser Induced Gra-phene (LIG) | |
| dc.subject | carbon ink | |
| dc.title | 3D MICRO STRUCTURED ELECTRODES FOR ENERGY STORAGE BASED DEVICES | eng |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | INTEGRATED MASTERS IN MATERIALS ENGINEERING |