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Nanofibras de hard carbon como eletrodo negativo auto-suportado para a próxima geração de baterias de íons de sódio

Processo: 22/12609-9
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
Situação:Interrompido
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Roberto Manuel Torresi
Beneficiário:Vinícius Dias Silva
Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:21/00675-4 - Arquitetura de materiais para armazenamento de energia eletroquímica e catálise, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):24/20532-1 - Rumo a eletrólitos avançados para baterias de íons de sódio: investigação in situ e in operando da interface do eletrodo negativo, BE.EP.PD
Assunto(s):Líquidos iônicos   Eletroquímica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Baterias de Sódio | hard carbon | líquidos iônicos | Eletroquímica

Resumo

Este projeto está inserido no contexto atualmente relevante, de interesse global, que trata do desenvolvimento de novas tecnologias energéticas alternativas aos combustíveis fósseis, de modo a mitigar os efeitos causados pelo aquecimento global. As baterias de lítio são atualmente as mais empregadas para armazenamento de energia em diversas aplicações. No entanto, devido à sua escassez, esses dispositivos são incapazes de suprir sozinhos a crescente demanda por acumuladores de cargas. Nesse contexto, surge as baterias de íons de sódio como uma alternativa de baixo custo, baseado em um elemento abundante na terra. Neste trabalho, é proposto o desenvolvimento de eletrodos negativos para baterias de íons de sódio, baseado em nanofibras de hard carbon, que tem sido considerado um dos mais promissores candidatos para esta aplicação. As nanofibras serão obtidas por uma técnica de fiação, o Supersonic Solution Blow (SSB), capaz de produzir nanofibras com diâmetro médio abaixo de 100 nm em larga escala. Como precursor do hard carbon, será utilizado materiais ecologicamente amigáveis, como a lignina, que inicialmente é um resíduo da indústria de celulose. Por fim, após várias análises criteriosas usando diferentes eletrólitos (aquosos, solventes orgânicos, e líquidos iônicos), e técnicas de caracterizações ex situ e in situ, um protótipo de bateria de íons de sódio de tipo pouch cell será montado e seu desempenho será avaliado. Assim, espera-se obter um eletrodo otimizado e competitivo capaz de atender aos requisitos operacionais e de desempenho exigidos para à comercialização, e contribuir com novos insights para o amadurecimento da tecnologia de eletrodos negativos baseados em hard carbon.

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Publicações científicas
(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)
VINÍCIUS D. SILVA; ELITON S. MEDEIROS; ROBERTO M. TORRESI. . Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 35, n. 11, . (22/12609-9, 21/00675-4)
SILVA, VINICIUS D.; MELO, EDUARDO C.; MARTINS, VITOR L.; DE OLIVEIRA, PAULO F. M.; ANDO, ROMULO A.; CATALANI, LUIZ H.; TORRESI, ROBERTO M.. . NANO ENERGY, v. 136, p. 14-pg., . (22/11983-4, 22/12609-9, 21/00675-4, 20/14955-6, 19/26309-4)
SILVA, VINICIUS D.; GONCALVES, JOSUE M.; DIAS, YASMIN J.; SIMOES, THIAGO A.; MACEDO, DANIEL A.; SHAHBAZIAN-YASSAR, REZA; TORRESI, ROBERTO M.; YARIN, ALEXANDER L.; MEDEIROS, ELITON S.. . Journal of Materials Science, v. 59, n. 6, p. 17-pg., . (20/06176-7, 22/12609-9, 21/00675-4)