| Processo: | 16/25082-8 |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Mestrado |
| Vigência (Início): | 01 de fevereiro de 2017 |
| Vigência (Término): | 31 de março de 2018 |
| Área do conhecimento: | Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência |
| Pesquisador responsável: | Hudson Giovani Zanin |
| Beneficiário: | Lenon Henrique da Costa |
| Instituição Sede: | Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil |
| Vinculado ao auxílio: | 14/02163-7 - Desenvolvimento de dispositivos supercapacitores a partir de grafenos, nanotubos de carbono e diamantes, AP.JP |
| Assunto(s): | Armazenamento Armazenamento de energia Dispositivos Energia Carbono |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | armazenamento | carbono | Dispositivo | energia | Fornecimento | materiais | Armazenamento e fornecimento de Energia |
Resumo Um dos maiores problemas mundiais da atualidade é o manejo de Energia Elétrica. Sistemas eólico e solar desconectados da rede (off-grid), veículos elétricos, equipamentos hospitalares (desfibriladores), dispositivos tecnológicos portáteis e muitos outros estão aguardando o melhor desenvolvimento e o subsequente menor custo de sistemas limpos de armazenamento e fornecimento de Energia. As baterias recarregáveis já trouxeram uma revolução na mobilidade e comunicação urbana, mas ainda estão aquém do necessário, pois levam um grande período de tempo para carregar e podem explodir se exigidas em demasia. Por isso, a questão é muito importante e sua solução atenderá um amplo mercado com grandes ganho potencial. Dentro deste viés, este projeto propõe o desenvolvimento de um protótipo de um potente armazenador e fornecedor de Energia. Visando a redução do tempo de recarga, nosso dispositivo será um híbrido entre supercapacitor e bateria recarregável. As baterias recarregáveis funcionam através processos Faradáico e apresentam maior capacidade de armazenamento, contudo, são limitadas pelo tempo das suas reações químicas, inerentes ao seu processo redox de funcionamento. Devido a esta problemática, os supercapacitores são ideais para complementar as baterias quando se deseja realizar processos rápidos de armazenamento e fornecimento de Energia, pois funcionam através de processo não Faradáico de dupla camada de Stern na interface eletrodo/eletrólito. Tal processo é imediato e não destrutivo, permitindo que o dispositivo tenha uma vida útil prolongada. Além disso, a capacitância e a Energia armazenada são diretamente proporcionais a sua área eletroquimicamente ativa, o que justifica serem construídos a partir de nanomateriais porosos. Visando justamente a utilização das vantagens de ambas as tecnologias, neste trabalho desenvolveremos materiais porosos como nanotubos de carbono verticalmente alinhados, grafenos e diamantes. Tais materiais serão depositados sobre folha de alumínio e servirão como eletrodos para o dispositivo. Serão estudados extensivamente as hibridizações do carbono, a formação de defeito nas paredes, a funcionalização da superfície por técnicas de espectroscopia Raman, transformada de Fourier, Raios-X e por técnicas microscopia de transmissão, varredura e força atômica. Além do estudo do material, estudaremos o conceito da célula considerando espessura dos filmes, tipo de membrana mesoporosa, tipo de eletrólito e tipo de componente pseudocapacitivo a ser considerado. No último caso, serão estudados como casar os tempos entre os processos Faradáicos e não-Faradáicos e como produzir dispositivo sanduíche supercapacitor/bateria. Os primeiros protótipos serão montados em célula tipo moeda antes de sua expansão para dispositivo em maior escala, que é o compromisso deste projeto. (AU) | |
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