Bateria chumbo-ácido: materiais de carbono como alternativa para uso como coletores de corrente

• Processo: 22/10542-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Evaldo Jose Corat
• Beneficiário: Camila Alves Escanio
• Supervisor: Cora Lind-Kovacs
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Toledo (UT), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 19/08473-1 - Desenvolvimento de supercapacitores de nanotubos de carbono para aplicações em baterias de chumbo-ácido, BP.DD
• Assunto(s): Eletroquímica Fibra de carbono Polianilina Chumbo Baterias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bateria chumbo-ácido | coletor de correte | Eletroquímica | fibra de carbono | polianilina | Bateria chumbo-ácido a base de carbono

Resumo

O desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia eficientes e capazes de atender as demandas de novas aplicações em veículos elétricos e armazenamento de energia renovável tem ganhado grande destaque no mundo. Nesse contexto, as baterias de chumbo-ácido são muito procuradas por apresentarem uma excelente relação custo-benefício e alta sustentabilidade. No entanto, o sistema chumbo-ácido apresenta algumas limitações como alto peso, efeitos de sulfatação na placa negativa e baixa aceitação de carga dinâmica. Para minimizar as desvantagens deste sistema, diferentes formas de carbono são estudadas como aditivos em placas negativas para reduzir o peso, melhorar a eficiência e proporcionar maior vida útil da bateria quando usado em condições de PSoC (Parcial State of Charge). Este projeto visa utilizar um compósito de fibra de carbono (CF) recoberto com um material condutor (Nanotubos de Carbono, Grafeno, Polianilina) dopado com nitrogênio e revestido com chumbo (Pb) para uso como coletores de corrente na placa negativa da bateria chumbo-ácido. As propriedades como a alta resistência mecânica da fibra de carbono e a alta condutividade elétrica dos Nanotubos de Carbono/Grafeno/Polianilina associada ao baixo peso do compósito podem tornar este material uma alternativa promissora para uso como grade de baterias. Além disso, a dopagem com nitrogênio do compósito pode reduzir significativamente os efeitos da evolução do hidrogênio. Além disso, a presença de chumbo pode melhorar a adesão entre a Massa Ativa Negativa (NAM) e o compósito. O compósito de fibra de carbono/condutor/chumbo (CF/condutor/Pb) será preparado no Departamento de Química e Bioquímica da Universidade de Toledo. E seu desempenho como coletor de corrente na bateria de chumbo-ácido será avaliado no Laboratório Nacional de Argonne. (AU)