Estudo de correlações estrutura/propriedade em vidros e vitrocerâmicas para armazenamento de energia por técnicas de RMN de estado sólido

• Processo: 17/17800-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Hellmut Eckert
• Beneficiário: Igor d'Anciães Almeida Silva
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/10081-4 - Técnicas modernas de RMN de estado sólido para o estudo de dinâmica iônica em vidros e vitrocerâmicas para aplicação em armazenamento de energia, BE.EP.PD
• Assunto(s): Ressonância magnética nuclear Vitrocerâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: condutores iônicos | NMR de estado sólido | vidros e vitrocerâmicas | Ressonância Magnética Nuclear

Resumo

O objetivo principal do projeto é estudar as relações entre estrutura e dinâmica de condutores iônicos rápidos para aplicação como eletrólitos sólidos e eletrodos. As propriedades físicas relevantes destes materiais serão controladas visando aumentar a capacidade de armazenamento de energia e reversibilidade. A proposta foca na caracterização estrutural e dinâmica de sistemas eletrolíticos super-iônicos de vitrocerâmicas onde os íons de lítio e sódio possuam alta mobilidade. Estes sistemas, que se cristalizam na estrutura hexagonal conhecida como Na-Super Ion Conductor (NASICON), serão derivados das fases super-iônicas MTi 2 (PO 4 ) 3 (M = Li, Na). Para a análise das amostras e caracterização dos movimentos iônicos nestes sistemas, técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de alta resolução serão utilizadas. Técnicas de RMN de ressonância multinuclear única e dupla serão usadas para investigar em detalhes o ambiente dos íons da matriz vítrea ( 31 P, 29 Si, 27 Al, 119 Sn) e os íons móveis 6/7 Li, 23 Na) na fase vítrea e sua evolução durante processos de cristalização. Ainda, a dinâmica local dos íons móveis será estudada pela variação térmica da largura de linha do sinal de RMN e, com o uso de funções de correlação multidimensionais, esta dinâmica será correlacionada propriedades estruturais dos materiais. Neste sentido, caracterizaremos o efeito da substituição isovalente e aliovalente na matriz vítrea e a mistura de íons alcalinos nos sítios catiônicos e correlacionaremos os resultados com medidas de condutividade elétrica.

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)

KINDLE, MICHAEL; KMIEC, STEVEN; SILVA, IGOR D'ANCIAES ALMEIDA; ECKERT, HELLMUT; MARTIN, STEVE W.; SONG, MIN-KYU; MCCLOY, JOHN S.. Structural properties of alumina-doped lithium borovanadate glasses and glass-ceramics. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 521, OCT 1 2019. (13/07793-6, 17/17800-0)

GAMMOND, LAWRENCE V. D.; AUER, HENRY; DA SILVA, RITA MENDES; ZEIDLER, ANITA; ORTIZ-MOSQUERA, JAIRO F.; NIETO-MUNOZ, ADRIANA M.; RODRIGUES, ANA CANDIDA M.; ALMEIDA SILVA, IGOR D'ANCIAES; ECKERT, HELLMUT; BENMORE, CHRIS J.; et al. Structure of crystalline and amorphous materials in the NASICON system Na1+xAlxGe2-x(PO4)(3). Journal of Chemical Physics, v. 155, n. 7, AUG 21 2021. (17/17800-0, 13/07793-6)

ALMEIDA SILVA, IGOR D'ANCIAES; RODRIGUES, ANA CANDIDA M.; ECKERT, HELLMUT. Solid-state NMR investigation of fast sodium ion-conducting glass-ceramics: The system Na3+3x-yRE1-xPySi3-yO9 (RE = Sc, Y). Journal of the American Ceramic Society, v. 105, n. 12, p. 20-pg., 2022-08-29. (17/17800-0, 13/07793-6)