Resumo: Os supercapacitores (SCs) desempenham um papel importante em aplicações de armazenamento de energia elétrica, especialmente quando é necessária alta potência. Para aprimorar e otimizar esses dispositivos, a comunidade científica tem realizado estudos em condições operando, utilizando diferentes técnicas, como a espectroscopia Raman. Essa abordagem permite investigar o funcionamento interno desses dispositivos durante processos como carga e descarga. A primeira parte deste estudo se concentra em uma investigação abrangente que combina simulações computacionais e técnicas de Raman operando, utilizando diferentes eletrólitos aquosos. Ao combinar Raman operando e simulação computacional, são obtidos informações valiosas sobre a interface eletrodo/eletrólito eletrificada dos dispositivos SC. Posteriormente, a segunda parte apresenta um estudo eletroquímico completo, visando entender as propriedades físico-químicas de um SC utilizando um eletrólito baseado em NaClO4 superconcentrado em diferentes concentrações. Esse eletrólito, conhecido como "eletrólito água-em-sal" ou WiSE, tem um impacto significativo nas interfaces eletrodo/eletrólito. Ao substituir os dipolos de água por íons, a faixa de tensão de operação dos dispositivos SC pode ser efetivamente aumentada. Ao longo da pesquisa, foram empregadas técnicas de caracterização, como espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e estudos eletroquímicos, para analisar os materiais envolvidos. Além disso, nosso estudo se destaca pela sua simplicidade, rapidez, alta reprodutibilidade e baixo custo, sendo uma contribuição relevante nessa área Ver menos

Abstract: Supercapacitors (SCs) play a crucial role in electrical energy storage applications, particularly when high power is required. To enhance and optimize these devices, extensive research has been conducted by the scientific community under operando conditions, employing various techniques such as Raman spectroscopy. This enables a unique glimpse into the inner workings of these devices during processes like charging and discharging. The first part of this study focuses on a comprehensive investigation employing computer simulations and Raman operando techniques using different aqueous electrolytes. By combining Raman operando and computer simulation, valuable insights are gained into the electrified electrode/electrolyte interface of SC devices. Subsequently, the second part presents a thorough electrochemical study aiming to understand the physicochemical properties of a SC utilizing a superconcentrated NaClO4-based electrolyte at different concentrations. This particular electrolyte, known as "water-in-salt electrolyte" or WiSE, significantly impacts the electrode/electrolyte interfaces. By substituting water dipoles with ions, the working voltage window (WVW) of SC devices can be effectively increased. Throughout the research, extensive characterization techniques such as Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, and electrochemical studies were employed to analyze the materials involved. Moreover, our study stands out due to its simplicity, speed, high reproducibility, and low cost, making it a notable contribution in this field Ver menos