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Desenvolvimento de Capacitores Eletroquímicos de Alto Desempenho, Baseado em Grafeno e Líquidos Iônicos.

Processo: 13/22748-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2014
Vigência (Término): 14 de julho de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Roberto Manuel Torresi
Beneficiário:Vitor Leite Martins
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:09/53199-3 - Reconhecimento molecular e armazenamento de energia: estudos fundamentais do efeito de geometria, tamanho e síntese na otimização das propriedades químicas de materiais eletroativos, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):14/14690-1 - Desenvolvimento e aperfeiçoamento de capacitores eletroquímicos contendo líquidos iônicos como eletrólitos, BE.EP.PD
Assunto(s):Eletroquímica   Grafenos

Resumo

O desenvolvimento de novos dispositivos de armazenamento de energia para suprir a crescente por maior segurança e melhor desempenho tem se mostrado um ponto importante para continuar no avanço de novos eletrônicos portáteis e carros elétricos. Os Capacitores Eletroquímicos entram nesta classe de dispositivos de armazenamento de energia, por apresentarem uma alta armazenagem de energia e rapidez na liberação desta energia, servindo como sistema de back-up ou de dispositivo principal em casos especiais. Para melhorar seu desempenho, a busca por eletrodos com maior área superficial e melhor desempenho, além de eletrólitos com ampla janela eletroquímica tem sido investigados. Assim, grafeno aparece como excelente candidato a material de eletrodo já que é um material de carbono 2D que apresenta condutividade maior que Cobre, densidade muito baixa, alta resistência mecânica e altíssima área superficial, aumentando a capacitância do Capacitor Eletroquímico. Já como eletrólito, os líquidos iônicos se apresentam como alternativa interessante aos solventes convencionais, pois apresentam elevada estabilidade química e térmica, pressão de vapor desprezível (aumentado a segurança do dispositivo), condutividade iônica intrínseca e, principalmente, ampla janela eletroquímica, aumentando assim a energia do Capacitor Eletroquímico. Desta forma, iremos estabelecer uma rota de preparo de grafeno e produção de eletrodo com boas qualidades físicas e eletroquímicas e estudar sua performance em líquidos iônicos que vem sendo desenvolvido no grupo com ampla janela eletroquímica e boa propriedade de transporte para a obtenção de Capacitores Eletroquímicos de alto desempenho.

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Las baterías a base de soluciones acuosas pueden reemplazar a las convencionales 
Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in conventional batteries 
Baterias baseadas em soluções aquosas podem substituir as convencionais 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (13 total):
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Scifi Venture: Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (29/Mai/2020)
Daily News: Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (29/Mai/2020)
Revolution-Green: Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in conventional batteries (29/Abr/2020)
NCYT Amazings (Espanha): Las baterías a base de soluciones acuosas pueden reemplazar a las convencionales (28/Abr/2020)
Infomediatico: Las baterías a base de soluciones acuosas pueden reemplazar a las convencionales (28/Abr/2020)
Phys.Org (Reino Unido): Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (27/Abr/2020)
Nanotechnology Now (EUA): Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (25/Abr/2020)
7thSpace: Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (25/Abr/2020)
Environmental News Network (EUA): Highly Concentrated Aqueous Electrolytes Could Replace Solvents Used In Conventional Batteries (24/Abr/2020)
Health Medicine Network (EUA): Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (24/Abr/2020)
Science Codex: Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (24/Abr/2020)
SciFi News (Reino Unido): Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (24/Abr/2020)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Highly concentrated aqueous electrolytes could replace solvents used in batteries (24/Abr/2020)

Publicações científicas (17)
(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)
MARTINS, VITOR L.; MANTOVI, PRIMAGGIO SILVA; TORRESI, ROBERTO M. Suppressing early capacitance fade of electrochemical capacitors with water-in-salt electrolytes. Electrochimica Acta, v. 372, MAR 10 2021. Citações Web of Science: 0.
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MARTINS, VITOR L.; TORRESI, ROBERTO M. Water-in-salt electrolytes for high voltage aqueous electrochemical energy storage devices. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 21, p. 62-68, JUN 2020. Citações Web of Science: 1.
VITOR L. MARTINS; HERBERT R. NEVES; IVONNE E. MONJE; MARINA M. LEITE; PAULO F.M. DE OLIVEIRA; RODOLFO M. ANTONIASSI; SUSANA CHAUQUE; WILLIAM G. MORAIS; EDUARDO C. MELO; THIAGO T. OBANA; BRENO L. SOUZA; ROBERTO M. TORRESI. An Overview on the Development of Electrochemical Capacitors and Batteries – Part I. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 92, n. 2, p. -, 2020.
VITOR L. MARTINS; HERBERT R. NEVES; IVONNE E. MONJE; MARINA M. LEITE; PAULO F.M. DE OLIVEIRA; RODOLFO M. ANTONIASSI; SUSANA CHAUQUE; WILLIAM G. MORAIS; EDUARDO C. MELO; THIAGO T. OBANA; BRENO L. SOUZA; ROBERTO M. TORRESI. An Overview on the Development of Electrochemical Capacitors and Batteries – part II. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 92, n. 2, p. -, 2020.
MARTINS, VITOR L.; NEVES, HERBERT R.; MONJE, IVONNE E.; LEITE, MARINA M.; DE OLIVEIRA, PAULO F. M.; ANTONIASSI, RODOLFO M.; CHAUQUE, SUSANA; MORAIS, WILLIAM G.; MELO, EDUARDO C.; OBANA, THIAGO T.; SOUZA, BRENO L.; TORRESI, ROBERTO M. An Overview on the Development of Electrochemical Capacitors and Batteries - part II. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 92, n. 2 2020. Citações Web of Science: 0.
MARTINS, VITOR L.; NEVES, HERBERT R.; MONJE, IVONNE E.; LEITE, MARINA M.; DE OLIVEIRA, PAULO F. M.; ANTONIASSI, RODOLFO M.; CHAUQUE, SUSANA; MORAIS, WILLIAM G.; MELO, EDUARDO C.; OBANA, THIAGO T.; SOUZA, BRENO L.; TORRESI, ROBERTO M. An Overview on the Development of Electrochemical Capacitors and Batteries - Part I. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 92, n. 2 2020. Citações Web of Science: 0.
ANTONIO, JADIELSON L. S.; MARTINS, VITOR L.; CORDOBA DE TORRESI, I, SUSANA; TORRESI, ROBERTO M. QCM-D study of electrochemical synthesis of 3D polypyrrole thin films for negative electrodes in supercapacitors. Electrochimica Acta, v. 324, NOV 20 2019. Citações Web of Science: 0.
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SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; MARTINS, VITOR L.; ANDO, ROMULO A.; CAMILO, FERNANDA F.; URAHATA, SERGIO M.; RIBEIRO, MAURO C. C.; TORRESI, ROBERTO M. Physicochemical Properties of Three Ionic Liquids Containing a Tetracyanoborate Anion and Their Lithium Salt Mixtures. Journal of Physical Chemistry B, v. 118, n. 29, p. 8772-8781, JUL 24 2014. Citações Web of Science: 18.

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