| Processo: | 19/23681-0 |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado |
| Data de Início da vigência: | 01 de setembro de 2020 |
| Data de Término da vigência: | 30 de novembro de 2025 |
| Área de conhecimento: | Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química |
| Pesquisador responsável: | Juarez Lopes Ferreira da Silva |
| Beneficiário: | Tuanan da Costa Lourenço |
| Instituição Sede: | Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil |
| Empresa: | Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC) |
| Vinculado ao auxílio: | 17/11631-2 - CINE: desenvolvimento computacional de materiais utilizando simulações atomísticas, meso-escala, multi-física e inteligência artificial para aplicações energéticas, AP.PCPE |
| Bolsa(s) vinculada(s): | 22/05652-5 - Campos de força polarizáveis para a Investigação de materiais de bateria de sódio-íon, BE.EP.PD |
| Assunto(s): | Química computacional Baterias Sódio Íons Eletrodos Eletrólitos Teoria do funcional da densidade Simulação de dinâmica molecular |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | baterias | Dft | Dinâmica Molecular | eletrodo | eletrólitos | Química Computacional | Química computacional |
Resumo Nos últimos 30 anos, as baterias de lítio-íon se tornaram a tecnologia de armazenamento de energia mais utilizada no mercado, entretanto, recentes projeções têm mostrado que nas próximas décadas o Li poderá se tornar escasso devido ao aumento da demanda por baterias. Devido às similaridades com o Lítio, a grande abundância de sódio no planeta, e os custos dos materiais utilizados nos componentes, as baterias de sódio-íon têm sido consideradas promissoras candidatas para a substituição das baterias de lítio-íon. Embora Na e Li+ apresentem similaridades químicas, as baterias de sódio-íon apresentam algumas incompatibilidades com os materiais utilizados nos eletrodos comerciais das baterias de lítio-íon. Os ânodos de grafite apresentam uma intercalação desfavorável para o íon sódio devido à incompatibilidades termodinâmicas, enquanto que os cátodos de óxidos de metais de transição apresentam certas instabilidades devido à mudanças de fase causadas pelas modificações das concentrações de Na+ durante o ciclo eletroquímico. Para os eletrólitos, a principal desvantagem em relação às baterias de Li+ são as reações indesejadas na superfície dos ânodos e a formação da Interface Sólida do Eletrólito (ISE). Desta maneira, é evidente a necessidade do desenvolvimento de novos materiais específicos para as baterias de sódio-íon. O presente projeto possui como objetivo a realização de um screening computacional em multiescala utilizando desde métodos ab initio até cálculos no contínuo para materiais específicos para aplicações em ânodos e eletrólitos em baterias de sódio-íon. A escolha de uma abordagem computacional se dá pela facilidade de acessar informações à nível atomístico e realizar as correlações com dados experimentais, assim como os baixos custos envolvidos e a possibilidade de se testar uma larga gama de materiais. Com o desenvolvimento de uma metodologia em multiescala para o estudo de baterias de sódio-íon, também será possível realizar estudos envolvendo diferentes tipos de baterias, como K, Ca, e Mg. (AU) | |
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