SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE ELETRODO PARA SUPERCAPACITORES DE ALTA CAPACIDADE
O crescente consumo energético e a demanda por fontes alternativas de armazenamento têm impulsionado o desenvolvimento de supercapacitores, dispositivos que oferecem alta densidade de potência e longa vida útil, porém ainda limitados pela baixa densidade de energia. Nesse contexto, heteroestruturas baseadas em óxidos de metais de transição, como ZnO/MnO₂, emergem como promissoras candidatas devido à sinergia entre a estabilidade estrutural do ZnO e a elevada atividade redox do MnO₂. Contudo, permanece escassa na literatura a investigação sobre os efeitos da dopagem com cobalto nesses sistemas, cuja incorporação pode potencializar a condutividade elétrica e a capacidade específica. Assim, este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar heteroestruturas de ZnO/MnO₂ dopadas com 2, 4 e 8% de Co pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas, seguido de homogeneização por mistura mecânica e banho de ultrassom (1 h), visando sua aplicação como material de eletrodo em supercapacitores. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia FTIR e UV-Vis, além de técnicas eletroquímicas: voltametria cíclica, carga-descarga galvanostática e espectroscopia de impedância. Os resultados de DRX confirmaram a obtenção de ZnO altamente cristalino e α-MnO₂ (JCPDS 00-044-0141) após calcinação a 700 °C, com aumento progressivo da cristalinidade com a temperatura. A dopagem com Co não induziu formação de fases secundárias, evidenciando sua incorporação na rede cristalina. As análises ópticas corroboraram a pureza dos materiais, com valores de bandgap compatíveis com a literatura e espectros no infravermelho similares aos reportados na literatura prévia.
Os ensaios eletroquímicos em Na₂SO₄ 1 M revelaram comportamento predominantemente pseudocapacitivo para todas as composições, com resposta difusiva predominante (observada na inclinação próxima de 45° nos diagramas de Nyquist). Embora as variações na capacitância específica entre as amostras dopadas ainda estejam em análise quantitativa a partir das curvas de voltametria cíclica, as caracterizações ópticas por UV-Vis evidenciaram variação não monótona do bandgap com o aumento da concentração de Co, indicando alterações nas propriedades eletrônicas do sistema.