Além de íon-Li: desenvolvimento de baterias reversíveis de metal-ar não-aquosas

• Processo: 21/07297-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2021
• Vigência (Término): 10 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Vitor Leite Martins
• Beneficiário: Vitor Leite Martins
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/26309-4 - Além de íon-Li: desenvolvimento de baterias reversíveis de metal-ar não-aquosas, AP.JP
• Assunto(s): Armazenamento de energia Eletroquímica Dispositivos eletrônicos Baterias Eletrodos Inovações tecnológicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: battery | Energy storage | Li-air | Li-O2 | Eletroquímica

Resumo

Armazenamento de energia eletroquímica revolucionou os dispositivos eletrônicos portáteis, sendo que baterias tiveram um papel importante nas capacidades de celulares e notebook, e também no desenvolvimento e comercialização de carros elétricos. Porém, baterias de íon-Li usados hoje ainda são muito similares aquelas desenvolvidas há três décadas, com pequenos melhoramentos no envelopamento da célula e na engenharia de eletrodos, separadores e eletrólitos. Baterias estarão mais presentes em nossas vidas, com carros elétricos se popularizando e com a instalação de distribuição de energia decentralizada. Para isso, baterias precisam ser mais baratas, armazenar mais energia e recarregaram mais rapidamente. Baterias de Metal-Ar são um tipo de bateria incipiente, que podem ser disruptivas se sistemas reversíveis e duráveis são alcançados. Por exemplo, bateria Li-Ar é o único tipo que pode ser competitivo com gasolina em energia volumétrica. Mas essas baterias ainda sofrem baixa eficiência energética, baixa retenção de capacidade e vida útil curta. Melhoramentos precisam ser feitos em todos os componentes: o eletrodo negativo (metal), o eletrodo positivo (onde a reação de oxigênio ocorre) e o eletrólito (com grande impacto na eletroquímica do oxigênio). Este projeto irá investigar os três componentes com técnica in operando e in situ durante a carga/descarga da bateria. Por exemplo, a formação da interface eletrólito sólido a superfície do metal será analisada por espectroscopia Raman e Infravermelho. Novos materiais de carbono com diferentes propriedades estruturais serão produzidos para o eletrodo positivo, e os produtos da reação de oxigênio serão investigados com as mesmas técnicas, além espectroscopia de massa (acoplado a eletroquímica) e tomografia de raio-X. O papel dos solventes e sais do eletrólito serão investigados com as mesmas técnicas. (AU)

Publicações científicas

(4)

(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)

MARTINS, VITOR L.. Advances on liquid electrolytes for Li-ion and Li metal batteries. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 38, p. 6-pg., 2023-02-28. (21/07297-5, 19/26309-4)

DOMINGUES, LEANDRO S.; DE MELO, HERCILIO G.; MARTINS, VITOR L.. Ionic liquids as potential electrolytes for sodium-ion batteries: an overview. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 25, n. 18, p. 18-pg., 2023-04-13. (21/07297-5, 19/26309-4)

DA SILVA FILHO, SINVAL BRAZ; DE OLIVEIRA, LARISSA VERENA F.; OLIVEIRA, ROSELAINE DA SILVA; FAEZ, ROSELENA; MARTINS, VITOR L.; CAMILO, FERNANDA FERRAZ. Free-standing solid polymer electrolytes based on elastomeric material and ionic liquids for safer lithium-ion battery applications. Solid State Ionics, v. 379, p. 10-pg., 2022-04-02. (14/23065-3, 18/20826-4, 21/07297-5, 19/26309-4, 07/50742-2, 15/26308-7)

SANCHEZ-RAMIREZ, NEDHER; MONJE, IVONNE E.; MARTINS, VITOR L.; BELANGER, DANIEL; CAMARGO, PEDRO H. C.; TORRESI, ROBERTO M.. Four Phosphonium-based Ionic Liquids. Synthesis, Characterization and Electrochemical Performance as Electrolytes for Silicon Anodes. CHEMISTRYSELECT, v. 7, n. 4, JAN 27 2022. (14/01987-6, 20/08553-2, 19/26309-4, 19/07638-7, 17/20043-7, 15/11164-0, 15/26308-7, 21/07297-5)