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Desenvolvimento e estudo de materiais micro/nanoestruturados de interesse para baterias de íons de lítio e capacitores

Resumo

O presente projeto tem como objetivo o desenvolvimento de materiais micrométricos com superfície nanoestruturadas. Os materiais micrométricos de interesse são óxidos e carbonos de interesse para baterias de íons de lítio e capacitores eletroquímicos (grafite, grafenos, LiFePO4, V2O5, MnO2). A nanoestruturação desses materiais será conduzida utilizando métodos de chemical vapor deposition e layer by layer. As nanoestruturas previstas são baseadas em nanotubos de carbono, nanotubos de óxidos, nanopartículas óxidas e polímeros como quitosana, óxido de polietileno. O projeto prevê para o caso da nanoestruturação via CVD o desenvolvimento de reatores de leito fluído. As principais técnicas de investigação dos materiais micro/nanoestruturados são baseadas em técnicas eletroquímicas e físico químicas: impedância eletroquímica, cronopotenciometria cíclica, voltametria cíclica, microscopia de varredura e transmissão eletrônica, microscopia de força atômica, difração de raios-X, adsorção/desorção de nitrogênio, infravermelho, XPS e XAS. No caso das medidas eletroquímicas será utilizado para a investigação células tipo botão seladas com capacidade de retenção de eletrólitos por meses ou anos. Esses estudos eletroquímicos irão utilizar eletrólitos de baterias de íons de lítio comerciais e eventualmente líquidos iônicos comerciais. Com essas ferramentas o projeto pretende:i) identificar quais dos materiais micro/nanoestruturados mencionados apresentam potencial tecnológico para a utilização em baterias de íons de lítio e capacitores;ii) contribuir para o entendimento dos mecanismos de armazenagem de energia nesses materiais micro/nanoestruturados;iii) investigar os mecanismos de nanoestruturação da superfície desses materiais;iv) criar infra-estrutura para a produção desses materiais em kg e de outros já patenteados pelo grupo;v) criar novas perspectivas para área de baterias de íons de lítio e capacitores;Finalmente, o presente projeto abre perspectivas para o estabelecimento de uma série de parcerias uma vez que os materiais mencionados podem ser de interesse para outras áreas tecnológicas. (AU)

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Publicações científicas (7)
(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)
LEONARDO P. FRANCHI; RAQUEL A. SANTOS; ELAINE Y. MATSUBARA; JULIANA C. DE LIMA; J. MAURÍCIO ROSOLEN; CATARINA S. TAKAHASHI. Citotoxicidade e genotoxicidade de nanotubos de carbono. Química Nova, v. 35, n. 3, p. 571-580, . (10/07681-5, 10/10863-8)
ZANA RIBEIRO, PEDRO HENRIQUE; MATSUBARA, ELAINE Y.; ROSOLEN, JOSE MAURICIO; DONATE, PAULO MARCOS; GUNNELLA, ROBERTO. Palladium decoration of hybrid carbon nanotubes/charcoal composite and its catalytic behavior in the hydrogenation of trans-cinnamaldehyde. JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A-CHEMICAL, v. 410, p. 34-40, . (10/07681-5, 13/18254-9)
ZANCANELA, DANIELA CERVELLE; SPER SIMAO, ANA MARIA; MATSUBARA, ELAINE YOSHIKO; ROSOLEN, JOSE MAURICIO; CIANCAGLINI, PIETRO. Defective Multilayer Carbon Nanotubes Increase Alkaline Phosphatase Activity and Bone-Like Nodules in Osteoblast Cultures. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, v. 16, n. 2, p. 1437-1444, . (10/07681-5, 11/22232-5)
DE SOUZA FILHO, JOSE; MATSUBARA, ELAINE Y.; FRANCHI, LEONARDO PEREIRA; MARTINS, IGOR PINHEIRO; RAMIRES RIVERA, LUIS MIGUEL; ROSOLEN, JOSE MAURICIO; GRISOLIA, CESAR KOPPE. Evaluation of carbon nanotubes network toxicity in zebrafish (danio rerio) model. Environmental Research, v. 134, n. SI, p. 9-16, . (10/07681-5, 10/10863-8)
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MONTORO, LUCIANO ANDREY; MATSUBARA, ELAINE YOSHIKO; ROSOLEN, JOSE MAURICIO. Lithium intercalation into single-walled carbon nanotubes network electrode: Storage mechanisms and impurity effects. Journal of Power Sources, v. 257, p. 205-212, . (10/07681-5)

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