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Dinâmica molecular de eletrólitos para bateria de lítio formados por líquidos iônicos

Processo: 11/11317-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de agosto de 2011
Vigência (Término): 31 de julho de 2012
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Leonardo José Amaral de Siqueira
Beneficiário:Pedro Henrique Figueiredo
Instituição-sede: Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Diadema. Diadema , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:08/08670-7 - Dinâmica molecular de materiais iônicos híbridos para baterias de lítio, AP.JP
Assunto(s):Simulação de dinâmica molecular   Líquidos iônicos   Eletrólitos   Baterias

Resumo

Líquidos iônicos são sais fundidos a baixa temperatura, formados por cátions orgânicos volumosos, o que confere a estes sistemas baixa energia de reticulação, prevenindo a formação de cristais em temperatura inferiores a 100ºC. Os líquidos iônicos têm sido estudados, por exemplo, como solventes para reações orgânicas, solventes para eletrodeposição e eletrólitos para baterias. A potencial utilização de líquidos iônicos como eletrólitos para baterias está ligado ao fato de estes serem capazes de dissolver íons, por exemplo, sais de lítio. Os eletrólitos formados pela dissolução de sais de lítio em líquidos iônicos possuem alta tendência de formar agregados iônicos, devido à forte interação do Li+ com os ânions. Este efeito acarreta baixa condutividade iônica do eletrólito, o que é indesejável para a aplicação em baterias. Portanto, novos materiais que possam diminuir a interação dos íons Li+ com os ânions são altamente desejados neste contexto. Neste projeto, o estudante estará envolvido com simulações de dinâmica molecular de líquidos iônicos formados por cátions de amônio quaternário contendo cadeia lateral com segmentos (-CH2CH2O-)n, em que n=1, 2, 4 ou 6. A presença de átomos de oxigênio na cadeia lateral permitiria a interação com os cátions Li+, o que diminuiria a formação dos agregados mencionados anteriormente. A partir das configurações geradas pelas simulações já realizadas iremos investigar por meio das funções de distribuição radial de pares, g(r), a dependência do tamanho da cadeia sobre a formação dos agregados iônicos, além de investigar o efeito da concentração de sal de lítio no eletrólito formado. Por questões didáticas, o estudante irá realizar simulações MD curtas para gerar configurações necessárias para o cálculo de funções de auto-correlação de velocidades. Outra propriedade dinâmica a ser calculada será o coeficiente de difusão, D, a ser obtido pelo regime linear em deslocamento quadrático médio, MSD, serão calculadas pelo estudante. (AU)