Além de íon-Li: desenvolvimento de baterias reversíveis de metal-ar não-aquosas

• Processo: 19/26309-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de agosto de 2021 - 31 de julho de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Vitor Leite Martins
• Beneficiário: Vitor Leite Martins
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Andrea Balducci ; Hercílio Gomes de Melo ; Rômulo Augusto Ando ; Sergio Humberto Domingues
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/12844-8 - Otimização do preparo de eletrodos e montagem de baterias para comparação com dispositivos comerciais, BP.IC; 22/05249-6 - Eficiência da deposição/dissolução de lítio em eletrólitos de baterias Li-O2, BP.IC; 22/03728-4 - Desenvolvimento de eletrólito polimérico para baterias de Li metálico, BP.IC; 21/07297-5 - Além de íon-Li: desenvolvimento de baterias reversíveis de metal-ar não-aquosas, BP.JP
• Assunto(s): Eletroquímica Armazenamento de energia Baterias Baterias de íon-lítio Veículos elétricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: battery | Energy storage | Li-air | Li-O2 | Eletroquímica

Resumo

Armazenamento de energia eletroquímica revolucionou os dispositivos eletrônicos portáteis, sendo que baterias tiveram um papel importante nas capacidades de celulares e notebook, e também no desenvolvimento e comercialização de carros elétricos. Porém, baterias de íon-Li usados hoje ainda são muito similares aquelas desenvolvidas há três décadas, com pequenos melhoramentos no envelopamento da célula e na engenharia de eletrodos, separadores e eletrólitos. Baterias estarão mais presentes em nossas vidas, com carros elétricos se popularizando e com a instalação de distribuição de energia descentralizada. Para isso, baterias precisam ser mais baratas, armazenar mais energia e recarregaram mais rapidamente. Baterias de Metal-Ar são um tipo de bateria incipiente, que podem ser disruptivas se sistemas reversíveis e duráveis são alcançados. Por exemplo, bateria Li-Ar é o único tipo que pode ser competitivo com gasolina em energia volumétrica. Mas essas baterias ainda sofrem baixa eficiência energética, baixa retenção de capacidade e vida útil curta. Melhoramentos precisam ser feitos em todos os componentes: o eletrodo negativo (metal), o eletrodo positivo (onde a reação de oxigênio ocorre) e o eletrólito (com grande impacto na eletroquímica do oxigênio). Este projeto irá investigar os três componentes com técnica in operando e in situ durante a carga/descarga da bateria. Por exemplo, a formação da interface eletrólito sólido a superfície do metal será analisada por espectroscopia Raman e Infravermelho. Novos materiais de carbono com diferentes propriedades estruturais serão produzidos para o eletrodo positivo, e os produtos da reação de oxigênio serão investigados com as mesmas técnicas, além espectroscopia de massa (acoplado a eletroquímica) e tomografia de raio-X. O papel dos solventes e sais do eletrólito serão investigados com as mesmas técnicas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; MONJE, IVONNE E.; MARTINS, VITOR L.; BELANGER, DANIEL; CAMARGO, PEDRO H. C.; TORRESI, ROBERTO M.. Four Phosphonium-based Ionic Liquids. Synthesis, Characterization and Electrochemical Performance as Electrolytes for Silicon Anodes. CHEMISTRYSELECT, v. 7, n. 4, JAN 27 2022. (14/01987-6, 20/08553-2, 19/26309-4, 19/07638-7, 17/20043-7, 15/11164-0, 15/26308-7, 21/07297-5)