Simulação computacional do meio eletrolítico de baterias secundárias de íons metálicos alcalinos e/ou alcalinos terrosos

• Processo: 17/26102-5
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2018
• Vigência (Término): 01 de maio de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Luis Gustavo Dias
• Beneficiário: Rafael Maglia de Souza
• Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/13867-6 - Simulação computacional do meio eletrolítico de baterias secundárias de íons metálicos alcalinos e/ou alcalinos terrosos, BE.EP.DR
• Assunto(s): Líquidos iônicos Simulação por computador

Resumo

Simulação computacional é uma ferramenta indispensável para investigar processos dinâmicos e mecanismos de interações em nível molecular. A utilidade e importância de simulações moleculares foram reconhecidas no Prêmio Nobel de 2013 em Química para M. Karplus, A. Warshel e M. Levitt pelo "desenvolvimento de modelos em multiescala para sistemas químicos complexos".Neste projeto, serão desenvolvidos modelos para serem aplicados na previsão de propriedades estruturais e dinâmicas (propriedades de transporte) de líquidos iônicos, principalmente no que tange sua aplicação como um meio eletrolítico para baterias de sódio e/ou magnésio e/ou potássio, que são novas classes de baterias com potenciais vantagens em relação às baterias de lítio.O campo de força atomístico para líquido iônico e íon de metal alcalino ou alcalino terroso poderá ser uma adaptação de campos comumente usados atualmente ou sofrerá melhoria no sentido de detalhar interações eletrostáticas em curto alcance. Posteriormente, será realizada a extensão do modelo para uma resolução coarse-grained, via abordagem top-down.Líquidos iônicos são sais que se apresentam fundidos (i.e. estado líquido) em temperatura ambiente. Diferentes propriedades físico-químicas podem ser obtidas devido a imensa quantidade de cátions (orgânicos) e ânions que podem ser combinados. Há um grande interesse em aplicar essa classe de solventes como eletrólitos de baterias, devido à sua estabilidade eletroquímica e a capacidade de dissolver e conduzir íons tipicamente usados em baterias secundárias (íons de metais alcalinos ou alcalinos terrosos), além de superar os problemas dos eletrólitos baseados em carbonatos das tradicionais baterias de lítio.

Publicações científicas

(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)

DE SOUZA, RAFAEL MAGLIA; LOURENCO, TUANAN C.; AMARAL DE SIQUEIRA, LEONARDO JOSE; KARTTUNEN, MIKKO; DA SILVA, JUAREZ L. F.; DIAS, LUIS GUSTAVO. Development of coarse-grained force field to investigate sodium-ion transport mechanisms in cyanoborate-based ionic liquid. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 338, SEP 15 2021. Citações Web of Science: 0.

DE SOUZA, RAFAEL MAGLIA; AMARAL DE SIQUEIRA, LEONARDO JOSE; KARTTUNEN, MIKKO; DIAS, LUIS GUSTAVO. Molecular Dynamics Simulations of Polymer-Ionic Liquid (1-Ethyl-3-methylimidazolium Tetracyanoborate) Ternary Electrolyte for Sodium and Potassium Ion Batteries. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 60, n. 2, p. 485-499, FEB 2020. Citações Web of Science: 1.

Publicações acadêmicas

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

SOUZA, Rafael Maglia de. Dinâmica molecular fine-grained e coarse-grained de líquidos iônicos e sistemas de matéria macia. 2020. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.