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

Processo: 10/07681-5
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2010 - 30 de setembro de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Jose Mauricio Rosolen
Beneficiário:Jose Mauricio Rosolen
Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Luciano Andrey Montoro
Assunto(s):Materiais nanoestruturados  Óxidos  Materiais carbonáceos 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:baterias de ions de Litio | materiais carbonaceos | oxidos | Materiais Nanoestruturados

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 (10)
(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)
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)
MATSUBARA, ELAINE Y.; TAKAHASHI, GIULIANA H.; MACEDO, NADIA G.; GUNNELLA, ROBERTO; MAURICIO ROSOLEN, J.. Electronic enhancement of hybrid specific capacity of carbon nanotube/bone charcoal composite with Ag nanoparticle decoration. Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 765, p. 58-64, . (10/07681-5)
MATSUBARA, E. Y.; LUENGO, C. A.; ROSOLEN, J. M.. Lithium-doped endohedral single-walled carbon nanotubes can arise during tube growth. Chemical Physics Letters, v. 590, p. 175-179, . (10/07681-5)
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)
GONCALES, VINICIUS R.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; MINADEO, MARCO A. O. S.; MATSUBARA, ELAINE Y.; MAURICIO ROSOLEN, J.; CORDOBA DE TORRESI, SUSANA I.. Three-dimensional graphene/carbon nanotubes hybrid composites for exploring interaction between glucose oxidase and carbon based electrodes. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 775, p. 8-pg., . (10/07681-5, 09/53199-3, 12/22755-0, 11/15159-0, 11/08581-7)
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, p. 8-pg., . (10/07681-5, 10/10863-8)
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)
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)
MATSUBARA, ELAINE Y.; TAKAHASHI, GIULIANA H.; MACEDO, NADIA G.; GUNNELLA, ROBERTO; MAURICIO ROSOLEN, J.. Electronic enhancement of hybrid specific capacity of carbon nanotube/bone charcoal composite with Ag nanoparticle decoration. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 765, p. 7-pg., . (10/07681-5)
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)

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