Reciclagem de fibras de carbono oriundas de compósitos estruturais de matriz epóxi por processo térmico de pirólise e aplicação como materiais de eletrodo em supercapacitores

Abstract

Compositos polimericos reforcados com fibras de carbono sao materiais cada vez mais utilizados em diferentes segmentos industriais, em especial, os segmentos aeronauticos e automobilisticos devido a sua elevada resistencia mecânica e baixa massa especifica. Desta forma, existe grande preocupacao com o descarte e a reciclagem dos componentes que representam produtos de alto valor economico agregado, principalmente fibras de carbono. O processo de pirolise tem sido um dos metodos de reciclagem de compositos para recuperar as fibras de carbono a partir da degradacao da matriz polimerica. No setor de energia, fibras de carbono sao traduzidas como bons materiais de armazenamento de energia, por apresentar desejaveis caracteristicas condutoras e capacitivas que potencializam sua aplicacao como material de eletrodo em supercapacitores. Neste sentido, a proposta deste trabalho consiste em viabilizar o uso de fibras de carbono recicladas por pirolise de compositos epoxi reforcado com fibras de carbono como material de eletrodo de supercapacitores e avaliar a influencia dos tratamentos termoquimico e quimico sobre suas propriedades capacitivas. Imagens FEG-MEV mostraram que as fibras de carbono foram praticamente limpas permanecendo um minimo de carbono residual sobre a superficie. A area BET e as analises FTIR, Raman e de voltametria ciclica mostraram que os tratamentos termoquimico e quimico realizados na FCP nao contribuiram para melhorar a capacidade de armazenamento de cargas na interface eletrodo/eletrolito, pelo contrario, o tratamento quimico levou a uma grande reducao da capacidade da FCP no armazenamento de energia devido a incorporacao de grupos OH e COOH. As curvas de carga/descarga evidenciam boa ciclabilidade e os valores de capacitância especifica para a fibra de carbono reciclada de 34 Fg-1, densidade de potencia de 37,6 Wkg-1 e densidade de energia de 4,7 Whkg-1encontram-se dentro da faixa para aplicacoes como eletrodos de supercapacitores. Palavras-chave:Fibra de Carbono. Pirolise. Supercapacitores.