Obtaining and characterization of two-dimensional ceramic material (MXenes) electrodes for application in capacitive deionization and related energy storage systems

• Grant number: 21/10830-7
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: November 01, 2021
• End date: September 30, 2022
• Field of knowledge: Engineering - Materials and Metallurgical Engineering - Nonmetallic Materials
• Agreement: CONFAP - National Council of State Research Support Foundations
• Principal Investigator: Emerson Sarmento Gonçalves
• Grantee: Meriene Gandara
• Host Institution: Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). São José dos Campos , SP, Brazil
• Associated research grant: 19/27394-5 - High performance porous carbon accumulators for energy support for complex hubs powered by water desalination system, AP.R

Abstract

Tecnologias de dessalinização de água salobra como sistema CDI (deionização capacitiva) dispõem de alta eficiência de separação de sais, por eletroquímica, baixo custo de manutenção, instalação e podem fornecer energia elétrica para dispositivos como circuitos elétricos, supercapacitores, energia para carregar baterias, por sua capacidade de armazenamento de energia enquanto dessaliniza a água. Para o melhor desempenho desses sistemas é necessário a utilização de eletrodos de material inerte, poroso, com alta capacidade de armazenamento de cargas. Na vanguarda de novos materiais bidimensionais, o mais recente material Mxene (de natureza cerâmica e semicondutora), que possui alta estabilidade mecânica e química, além de alta condutividade e alta capacidade de armazenamento de energia, com maior área superficial. A fim de contribuir com o mais alto desempenho de sistemas de CDI, para dessalinizar água salobra e armazenar energia, o objetivo deste trabalho é a obtenção e caracterização morfológica, estrutural e eletroquímica de eletrodos desenvolvidos a partir de materiais bidimensionais cerâmicos (MXenes) e primeiros testes em células CDI. (AU)

Scientific publications

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HILARIO, RODRIGO BARBOSA; DE MORAES, THALES HENRIQUE; DA ROCHA PIMENTEL GONCALVES, JOSEANE MERCIA; GANDARA, MERIENE; GONCALVES, EMERSON SARMENTO. Influence of heat treatment and electrochemical treatment on the properties of PANI electrodeposited on carbon fiber felt. DIAMOND AND RELATED MATERIALS, v. 123, p. 18-pg., 2022-03-01. (19/27394-5, 21/10830-7)

GANDARA, M.; DALMOLIN, C.; GONCALVES, E. S.. Physicochemical interactions between polyaniline and graphene oxide: the reasons for the stability of their chemical structure and thermal properties. MATERIALS TODAY CHEMISTRY, v. 22, DEC 2021. (21/10830-7, 19/27394-5)