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Projeto otimizado de eletrodos porosos para baterias de Li-ar usando nanotubos de carbono funcionalizados

Processo: 18/16663-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2018
Vigência (Término): 31 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
Convênio/Acordo: BG E&P Brasil (Grupo Shell)
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Jean Felipe Leal Silva
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/11958-1 - Divisão para armazenamento de energia avançado, AP.PCPE
Assunto(s):Otimização   Armazenamento de energia

Resumo

A contribução da eletricidade na matriz energética mundial passará de 18% para 50%, e as fontes de energia renováveis deverão quadruplicar até 2050, enquanto que as emissões de CO2 cairão para metade do valor atual. Neste cenário, é imperativo construir novas soluções para armazenamento de energia ainda não disponíveis hoje e que possam lidar com as demandas futuras. Dentre as tecnologias conhecidas em baterias, o sistema de lítio-ar recebe grande atenção por apresentar uma maior densidade teórica de energia, prometendo um aumento de cinco vezes na capacidade de armazenamento quando comparado com o estado atual da tecnologia de baterias de lítio. Apesar do grande potencial, muitos são os desafios, tanto científicos quanto tecnológicos, para seu uso em um dispositivo prático capaz de explorar este potencial. Neste projeto, pretende-se montar e avaliar eletrodos de oxigênio funcionalizados criados pelo crescimento controlado de nanotubos de carbono (NTC) e NTC funcionalizados sobre matriz de aço inoxidável e espuma de Ni/espuma comprimida de Ni. O projeto final do eletrodo será definido após o mapeamento do desempenho de uma série de comprimentos de CNT e funcionalizações de superfície através de medições in-situ para o dispositivo. O material será usado em baterias de Li-O2 onde sua densidade de energia, eficiência de carga/descarga e ciclabilidade serão avaliadas. Espera-se que os novos eletrodos de oxigênio aumentem a eficiência das reações de carga e descarga, bem como a ciclabilidade da bateria, devido a sua nanoestrutura organizada.

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