| Processo: | 22/02222-0 |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |
| Data de Início da vigência: | 01 de abril de 2023 |
| Data de Término da vigência: | 28 de fevereiro de 2027 |
| Área de conhecimento: | Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência |
| Pesquisador responsável: | Hudson Giovani Zanin |
| Beneficiário: | Érick Alves Santos |
| Instituição Sede: | Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil |
| Empresa: | Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química (FEQ) |
| Vinculado ao auxílio: | 17/11958-1 - CINE - Divisão para Armazenamento de Energia Avançado, AP.PCPE |
| Bolsa(s) vinculada(s): | 24/01031-1 - Técnicas de absorção síncrotron in-situ para estudar materiais de média e alta entropia como catalisadores em baterias de Li-S tipo pouch cell, BE.EP.DR |
| Assunto(s): | Protótipo In situ Baterias de lítio Enxofre Estado sólido Estado líquido Espectroscopia Raman |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | baterias pouch cell | In situ | operando | Raman | síncrotron | Xrd | Energia |
Resumo Esta proposta visa fomentar o doutoramento do aluno Érick Alves Santos, com o foco na produção de baterias de lítio-enxofre (Li-S) no formato pouch cells, que tem dimensões de 5x7 cm e características arrojadas: 1300 mA h/gsulfur, 10 Ah e 1000 ciclos, com Technology Readiness Level (TRL) próximo de 6. O projeto será baseado nos avanços apresentados durante o período de mestrado do candidato, de modo que esperamos mitigar os problemas associados à química da bateria e engenharia inicial para aumento de escala do protótipo. Pensando nisso, o uso do católito como meio de adição de enxofre será avaliado, considerando sua razão de enxofre/eletrólito em diferentes concentrações. Com o objetivo de amenizar o efeito shuttle, catalisadores serão empregados no eletrodo de carvão ativado (CA), como, por exemplo, catalisadores à base de CoMnAlO, NWO e/ou MoS. Esses catalisadores podem atuar no efeito trapping dos polisulfetos de menor ordem (Li2S e Li2S2), como condutores iônicos e pontos de absorção destas mesmas espécies. Visando inibir o efeito dos dendritos na superfície de lítio metálico, métodos de recobrimentos a partir de aditivos no eletrólito serão investigados, como por exemplo os quasi-solid-state (QSS) a partir de matriz polimérica e crescimento de camadas de LiOH. Frente a estas propostas, almejamos alcançar um índice de maturidade 6 com as pouch cells multicamadas na conclusão desse projeto. Segundo a escala TRL, o nível 6 significa obter comprovação experimental de que a pouch cell funciona em condições nominais e estavelmente, não apenas em laboratório, mas também em ambiente relevante para aplicação. Além disso, haverá um esforço bastante acentuado do grupo para realizar testes fundamentais da célula em modo de operação via radiação sincrotron in-situ. Neste sentido, o projeto do candidato tem raízes fortes na ciência fundamental, utilizando técnicas de caracterização de ponta e com potencial aplicação comercial, como possível protótipo para geração de startup com mão de obra 100% nacional. (AU) | |
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