Nanoestruturas de carbono para o armazenamento de hidrogênio: Estudos computacionais

• Processo: 10/20429-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Munir Salomao Skaf
• Beneficiário: Tatiana Mello da Costa Faro
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Nanoestruturas de carbono Armazenamento de hidrogênio Química teórica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Armazenamento de hidrogênio | Dinâmica Molecular | Nanoestruturas de Carbono | Química Teórica

Resumo

Através deste projeto pretende-se investigar o processo de armazenamento de hidrogênio molecular em nano-papiros de carbono, i.e., folhas de grafite enroladas na forma de uma espiral. Hidrogênio tem atraído grande atenção nos últimos anos por ser considerado uma possível solução do problema energético mundial. Ele seria uma fonte ideal de combustível sintético por causa de seu baixo peso, alta abundância e o produto residual de queima (água) não causar poluição ambiental. Contudo, a grande promessa do uso do hidrogênio como fonte de energia para baterias e células de combustível tem sido limitada principalmente pelas dificuldades em armazená-lo. Dos problemas a serem resolvidos para que o hidrogênio realmente possa ser utilizado em larga escala, o mais importante é como armazená-lo de maneira segura, rápida e barata. A solução deste problema pode estar associada às investigações de possíveis aplicações de sistemas nanoscópicos. Considerado como um potencial armazenador de hidrogênio, os nano-papiros de carbono apresentam uma grande área superficial (interna e externa) acessível às moléculas de hidrogênio devido ao fato de apresentarem suas extremidades abertas, o que não ocorre com os nanotubos de carbono. Esta peculiaridade torna os nano-papiros mais interessantes que os convencionais nanotubos para o armazenamento de gases. Realizaremos uma investigação sobre a estabilidade e as propriedades estruturais e dinâmicas de nano-papiros de várias camadas para depois determinar sua capacidade de armazenamento de hidrogênio. Pretendemos também estudar a influência de intercalantes e dopantes neste processo. Para isso utilizaremos a metodologia de simulação computacional de dinâmica molecular e, possivelmente, cálculos de primeiros princípios e método Monte Carlo.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

FARO, Tatiana Mello da Costa. Nanoestruturas de carbono para o armazenamento de hidrogênio: estudos computacionais. 2015. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química Campinas, SP.