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Síntese e caracterização de nanopartículas de espinélios de manganês e lítio dopados com cátions, ânion e cátions + ânion como materiais de eletrodo positivo de bateria de íons lítio

Processo: 18/16158-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2018
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Nerilso Bocchi
Beneficiário:Juliana Bruneli Falqueto
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):19/25700-1 - Caracterização in situ/operando de nanopartículas de óxido de manganês e lítio dopadas como materiais de eletrodo positivo para bateria de íons lítio, BE.EP.DR
Assunto(s):Eletroquímica   Nanopartículas   Espinélio   Manganês   Baterias de íon-lítio   Desenvolvimento de novos materiais   Armazenamento de energia

Resumo

Este projeto está inserido no contexto de desenvolvimento de novos materiais para armazenamento de energia, que, em conjunto com o aquecimento global e a produção de energia por fontes renováveis, são tópicos importantes que estão em discussão na sociedade. A fim de suprir as necessidades energéticas e também devido ao esgotamento dos combustíveis fósseis, torna-se essencial a busca por novas tecnologias de produção e armazenamento sustentável de energia. As baterias de íons lítio dominam o mercado como fonte de energia para equipamentos portáteis e são uma solução promissora para aplicações que necessitam de alta potência como veículos elétricos e armazenamento de energia elétrica. Nesse contexto, o desenvolvimento de novos materiais para eletrodos de baterias se tornou um dos tópicos mais estudados da área. Óxidos a base de manganês do tipo espinélio são considerados promissores como materiais para eletrodo positivo devido ao seu elevado valor de capacidade específica, ser ambientalmente amigável, seguro e de baixo custo. Entretanto, esse material ainda requer estudo para melhorar seu desempenho em ciclabilidade. Propõem-se, para tal, estratégias como dopagem catiônica (substituição do manganês por níquel, cobalto ou alumínio), aniônica (substituição do oxigênio por enxofre) e catiônica + aniônica e a redução do tamanho de partícula chegando a escala nanométrica. Esse projeto, utilizando conceitos de Ciências de Materiais e de Eletroquímica, propõe o uso de síntese hidrotermal aquecida por micro-ondas no desenvolvimento de novos materiais de manganês, dopados e nanométricos, para eletrodo positivo de baterias de íons lítio com altos valores de capacidade específica, longa ciclabilidade, segurança e baixo custo. (AU)