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Desenvolvimento de dispositivos supercapacitores a partir de grafenos, nanotubos de carbono e diamantes

Processo: 14/02163-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de novembro de 2014 - 31 de outubro de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Materiais Elétricos
Pesquisador responsável:Hudson Giovani Zanin
Beneficiário:Hudson Giovani Zanin
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas, SP, Brasil
Pesq. associados:Alfredo Carlos Peterlevitz ; Anderson de Oliveira Lobo ; Fernanda Roberta Marciano ; Helder Jose Ceragioli
Auxílios(s) vinculado(s):15/50093-0 - Brazil and UK collaboration for energy storage and supply, AP.R
Bolsa(s) vinculada(s):18/20756-6 - Desenvolvimento de pseudocapacitores a partir de compósitos de óxidos metálicos e carvão ativado, BP.DR
16/21941-6 - Desenvolvimento de sensoriamento remoto da umidade do solo por veículo aéreo não tripulado na agricultura irrigada, BP.DR
17/19222-4 - Desenvolvimento de dispositivo armazenador e fornecedor de energia elétrica e metodologia de análise dinâmica em modo de operação, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 17/03640-1 - Desenvolvimento de protótipo de potente armazenador e fornecedor de energia, BP.MS
17/03371-0 - Pulseira elástica para armazenamento e fornecimento de energia na tecnologia Wearables, BP.MS
17/02634-8 - Desenvolvimento de protótipo de bicicleta elétrica, BP.MS
16/25082-8 - Desenvolvimento de protótipo armazenador e fornecedor de energia, BP.MS
15/17764-9 - Síntese e caracterização de grafeno por deposição química, BP.IC
15/17829-3 - Desenvolvimento e construção de um reator HFCVD, BP.IC
14/21587-2 - Desenvolvimento de dispositivos supercapacitores a partir de grafenos, nanotubos de carbono e diamantes, BP.JP - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Energia elétrica  Grafenos  Nanotubos de carbono  Eletrodos 

Resumo

Este projeto tem como objetivo principal a criação de um grupo de pesquisa focado no armazenamento e fornecimento de energia elétrica através do desenvolvimento e aplicação de dispositivos supercapacitores. O interesse neste estudo deve-se ao fato de que tais dispositivos podem ser carregados em segundos com energia na ordem de kWh/kg, fornecendo, se solicitado, potência elétrica na magnitude de kW/kg. Esta inovação é considerada estratégica por países desenvolvidos, pois suas vantagens são importantes para diversos equipamentos como os hospitalares, veículos elétricos, telefones e computadores portáteis. Considerando este cenário, este projeto focará no desenvolvimento de supercapacitores nacionais, porém utilizando grafenos, nanotubos de carbono e diamantes porosos, já que pesquisas de vanguarda os destacam como vantajosos para esta aplicação devido suas propriedades. No que se refere a metodologia, é sabido que tais materiais podem ser preparados em reatores de deposição química a partir da fase vapor, por isso, inicialmente este trabalho propõe a construção de um reator, com o qual serão desenvolvidos tais materiais desejáveis para aplicação alvo. A avaliação dos supercapacitores, por sua vez, analisará a capacidade de armazenamento e fornecimento de energia elétrica através de processos eletroquímicos envolvendo intercalação de íons de lítio. Finalmente, a meta será desenvolver um protótipo nacional de supercapacitor eletroquímico de alto desempenho. Muitos resultados, anteriores deste pesquisador proponente e de sua rede de colaboração abriram as portas para este pleito, que se concedido, possibilitará a formação de um novo grupo brasileiro de pesquisa nesta área. (AU)

Publicações científicas (20)
(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)
NUNES, WILLIAN G.; DA SILVA, LEONARDO M.; VICENTINI, RAFAEL; FREITAS, BRUNO G. A.; COSTA, LENON H.; PASCON, ALINE M.; ZANIN, HUDSON. Nickel oxide nanoparticles supported onto oriented multi-walled carbon nanotube as electrodes for electrochemical capacitors. Electrochimica Acta, v. 298, p. 468-483, MAR 1 2019. Citações Web of Science: 0.
TELES, JOSE J. S.; FARIA, EMANUEL R.; SANTOS, JEFERSON H. M.; DE SOUSA, LINDOMAR G.; FRANCO, DEBORA V.; NUNES, WILLIAN G.; ZANIN, HUDSON; DA SILVA, LEONARDO M. Supercapacitive properties, anomalous diffusion, and porous behavior of nanostructured mixed metal oxides containing Sn, Ru, and Ir. Electrochimica Acta, v. 295, p. 302-315, FEB 1 2019. Citações Web of Science: 0.
VICENTINI, RAFAEL; NUNES, WILLIAN GONCALVES; COSTA, LENON HENRIQUE; PASCON, ALINE; DA SILVA, LEONARDO MORAIS; BALDAN, MAURICIO; ZANIN, HUDSON. Environmentally Friendly Functionalization of Porous Carbon Electrodes for Aqueous-Based Electrochemical Capacitors. IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY, v. 18, p. 73-82, 2019. Citações Web of Science: 0.
NUNES, WILLIAN G.; VICENTINI, RAFAEL; DA SILVA, LEONARDO M.; COSTA, LENON H.; TADEU, THAIS; ZANIN, HUDSON. Surface and Electrochemical Properties of Radially Oriented Multiwalled Carbon Nanotubes Grown on Stainless Steel Mesh. Journal of the Electrochemical Society, v. 165, n. 16, p. A3684-A3696, DEC 1 2018. Citações Web of Science: 0.
VICENTINI, RAFAEL; COSTA, LENON HENRIQUE; NUNES, WILLIAN; BOAS, OTAVIO VILAS; SOARES, DAVI MARCELO; ALVES, THAYANE ALMEIDA; REAL, CARLA; BUENO, CAROLINE; PETERLEVITZ, ALFREDO CARLOS; ZANIN, HUDSON. Direct growth of mesoporous Carbon on aluminum foil for supercapacitors devices. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 29, n. 12, p. 10573-10582, JUN 2018. Citações Web of Science: 3.
DOS SANTOS NETO, ANTNIO GOMES; DE SOUSA, CAMILA SILVA; FREIRES, ANDRE DA SILVA; SILVA, SAIMON MORAES; ZANIN, HUDSON; DAMOS, FLAVIO SANTOS; SILVA LUZ, RITA DE CASSIA. Electrochemical sensor for detection of imipramine antidepressant at low potential based on oxidized carbon nanotubes, ferrocenecarboxylic acid, and cyclodextrin: application in psychotropic drugs and urine samples. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 22, n. 5, SI, p. 1385-1394, MAY 2018. Citações Web of Science: 0.
NAHORNY, SIDNEI; ZANIN, HUDSON; CHRISTINO, VINIE ABREU; MARCIANO, FERNANDA ROBERTA; OLIVEIRA LOBO, ANDERSON; SILVA SOARES, LUIS EDUARDO. Multi-walled carbon nanotubes/graphene oxide hybrid and nanohydroxyapatite composite: A novel coating to prevent dentin erosion. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 79, p. 199-208, OCT 1 2017. Citações Web of Science: 7.
FARIAS, JULIANNA SANTOS; ZANIN, HUDSON; CALDAS, ADRIANA SILVA; DOS SANTOS, CLENILTON COSTA; DAMOS, FLAVIO SANTOS; SILVA LUZ, RITA DE CASSIA. Functionalized Multiwalled Carbon Nanotube Electrochemical Sensor for Determination of Anticancer Drug Flutamide. JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, v. 46, n. 10, p. 5619-5628, OCT 2017. Citações Web of Science: 4.
SPINDOLA, ROLFF FERREIRA; ZANIN, HUDSON; MACENA, CLEIDIVAN SILVA; CONTIN, ANDRE; SILVA LUZ, RITA DE CASSIA; DAMOS, FLAVIO SANTOS. Evaluation of a novel composite based on functionalized multi-walled carbon nanotube and iron phthalocyanine for electroanalytical determination of isoniazid. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 21, n. 4, p. 1089-1099, APR 2017. Citações Web of Science: 4.
SILVA, TIAGO ALMEIDA; ZANIN, HUDSON; CORAT, EVALDO JOSE; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO. Simultaneous Voltammetric Determination of Paracetamol, Codeine and Caffeine on Diamond-like Carbon Porous Electrodes. Electroanalysis, v. 29, n. 3, p. 907-916, MAR 2017. Citações Web of Science: 4.
SILVA MOREIRA, JOAO VITOR; MAY, PAUL WILLIAM; CORAT, EVALDO JOSE; PETERLEVITZ, ALFREDO CARLOS; PINHEIRO, ROMARIO ARAUJO; ZANIN, HUDSON. Diamond and Carbon Nanotube Composites for Supercapacitor Devices. Journal of Electronic Materials, v. 46, n. 2, p. 929-935, FEB 2017. Citações Web of Science: 5.
SILVA MOREIRA, JOAO VITOR; CORAT, EVALDO JOSE; MAY, PAUL WILLIAM; RIBEIRO CARDOSO, LAYS DIAS; LELIS, PEDRO ALMEIDA; ZANIN, HUDSON. Freestanding Aligned Multi-walled Carbon Nanotubes for Supercapacitor Devices. Journal of Electronic Materials, v. 45, n. 11, p. 5781-5788, NOV 2016. Citações Web of Science: 12.
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ZANIN, HUDSON; MANZOLLI RODRIGUES, BRUNO VINICIUS; RIBEIRO NETO, WILSON ALVES; SUMAN BRETAS, ROSARIO ELIDA; DA-SILVA, NEWTON SOARES; MARCIANO, FERNANDA ROBERTA; LOBO, ANDERSON OLIVEIRA. High loading of graphene oxide/multi-walled carbon nanotubes into PDLLA: A route towards the design of osteoconductive, bactericidal and non-immunogenic 3D porous scaffolds. Materials Chemistry and Physics, v. 177, p. 56-66, JUL 1 2016. Citações Web of Science: 4.
SILVA, TIAGO ALMEIDA; ZANIN, HUDSON; VICENTINI, FERNANDO CAMPANHA; CORAT, EVALDO JOSE; FATIBELLO-FILHO, ORLANDO. Electrochemical determination of rosuvastatin calcium in pharmaceutical and human body fluid samples using a composite of vertically aligned carbon nanotubes and graphene oxide as the electrode material. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 218, p. 51-59, OCT 31 2015. Citações Web of Science: 16.
OLIVEIRA, C. A. G. S.; STEIN, M. F.; SAITO, E.; ZANIN, H.; VIEIRA, L. S.; RANIERO, L.; TRAVA-AIROLDI, V. J.; LOBO, A. O.; MARCIANO, F. R. Effect of gold oxide incorporation on electrochemical corrosion resistance of diamond-like carbon. DIAMOND AND RELATED MATERIALS, v. 53, p. 40-44, MAR 2015. Citações Web of Science: 8.
SIQUEIRA, IDALIA A. W. B.; OLIVEIRA, CILIANA A. G. S.; ZANIN, HUDSON; GRINET, MARCO A. V. M.; GRANATO, ALESSANDRO E. C.; PORCIONATTO, MARIMELIA A.; MARCIANO, FERNANDA R.; LOBO, ANDERSON O. Bioactivity behaviour of nano-hydroxyapatite/freestanding aligned carbon nanotube oxide composite. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN MEDICINE, v. 26, n. 2 FEB 2015. Citações Web of Science: 5.
ZANIN, H.; MAY, P. W.; HARNIMAN, R. L.; RISBRIDGER, T.; CORAT, E. J.; FERMIN, D. J. High surface area diamond-like carbon electrodes grown on vertically aligned carbon nanotubes. Carbon, v. 82, p. 288-296, FEB 2015. Citações Web of Science: 13.
ZANIN, H.; CERAGIOLI, H. J.; PETERLEVITZ, A. C.; BARANAUSKAS, VITOR; MARCIANO, F. R.; LOBO, A. O. Field emission properties of the graphenated carbon nanotube electrode. Applied Surface Science, v. 324, p. 174-178, JAN 1 2015. Citações Web of Science: 6.
ZANIN, H.; ROSA, C. M. R.; ELIAZ, N.; MAY, P. W.; MARCIANO, F. R.; LOBO, A. O. Assisted deposition of nano-hydroxyapatite onto exfoliated carbon nanotube oxide scaffolds. NANOSCALE, v. 7, n. 22, p. 10218-10232, 2015. Citações Web of Science: 34.

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