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

• Processo: 23/17560-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2030
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Josué Martins Gonçalves
• Beneficiário: Josué Martins Gonçalves
• Instituição Sede: Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias. Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Bruno Bitarães Neto Salgado Brandão ; Paulo Roberto Martins
• Auxílio(s) vinculado(s): 25/02361-8 - EMU concedido no processo 23/17560-0: Potenciostato/Galvanostato/EIS/RRDE, AP.EMU; 25/03786-2 - EMU concedido no processo 23/17560-0: Ciclador de bateria, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/04952-3 - Glicerolatos multimetálicos como precursores de eletrocatalisadores de alta entropia para a reação de evolução de oxigênio na produção de hidrogênio verde, BP.IC
• Assunto(s): Conversão de energia Armazenamento de energia Eletrólise da água Baterias Íons Sódio Hidrogênio Spray drying
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baterias de íons de sódio | Compostos de coordenação de alta entropia | Eletrólise da Água | Hidrogênio verde | materiais de Alta Entropia | Spray-drying | 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)