Design de novos compostos de coordenação de alta entropia por spray-drying e seus derivados para conversão e armazenamento de energia

Resumo

Este projeto de pesquisador objetiva criar um novo grupo de pesquisa de excelência focado no design de "compostos de coordenação de alta entropia e seus derivados" no Brasil, inserido no MackGraphe - Instituto Presbiteriano Mackenzie (UPM). Embora o MackGraphe-IPM apresente grupos de pesquisa emergentes em diversas áreas, incluindo dispositivos supercapacitores para armazenamento de energia, o instituto não possui grupos voltados para a crescente área da eletrocatálise heterogênea para produção de hidrogênio verde por water-splitting promovida por "materiais de alta entropia" (HEMs - high entropy materials), mais especificamente compostos de coordenação de alta entropia e seus derivados (que também podem ser usados em como cátodos de baterias de íon sódio ou lítio). O candidato pretende preencher essa lacuna e, ao mesmo tempo, trabalhar em estreita colaboração com grupos de pesquisa do MackGraphe-IPM e outros grupos já estabelecidos de outras instituições, com infraestrutura e expertise complementares. As atividades do grupo de pesquisa proposto aqui abrangerão o design de materiais de eletrodo baseados em "glicerolatos metálicos de alta entropia" (HE-Glys) e seus derivados empregando especialmente uma nova rota de síntese, e de fácil escalonamento, o spray-drying. Especificamente, nossa proposta está focada na síntese controlada de HE-Glys nanoestruturados e seus derivados na forma de óxidos metálicos de alta entropia, e suas aplicações em energia. O projeto de pesquisa é dividido em 4 partes: (i) Designer e síntese controlada de HE-Glys e seus derivados, empregando a técnica spray-drying e facilmente escalonável na preparação de HE-Glys inéditos; (ii) aplicações eletrocatalíticas para a conversão de energia (especialmente, water-splitting, isto é, na produção de hidrogênio verde a partir da eletrólise da água), (iii) aplicações como materiais ativos de cátodo em baterias de íon de sódio; (iv) e a comparação destes novos materiais obtidos por spray-drying com seus análogos preparados pelo método solvotermal convencional para as respectivas aplicações. O sucesso deste projeto permitirá a criação de uma nova área de pesquisa, além de ser uma proposta estratégica para a transição energética e interdisciplinar que será realizado em estreita colaboração com várias instituições nacionais e internacionais. (AU)