Eletrodos multicamada baseados em grafeno para aplicações em baterias bioinspiradas

• Processo: 23/08260-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 20 de janeiro de 2024
• Data de Término da vigência: 19 de janeiro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Frank Nelson Crespilho
• Beneficiário: Thiago Bertaglia
• Supervisor: Kannan Balasubramanian
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Humboldt University, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 20/03681-2 - Microbaterias orgânicas: utilizando hidrogéis e moléculas redox bioinspirados, BP.DD
• Assunto(s): Antraquinonas Grafenos Microbaterias Eletroquímica Dispositivos eletrônicos vestíveis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: antraquinonas | Baterias Bioinspiradas | dispositivos vestíveis | Grafeno | moleculas organicas | Eletroquímica; Materiais

Resumo

As baterias vestíveis prometem revolucionar o campo da medicina personalizada e reduzir os custos de assistência médica uma vez que possibilitam a ampla utilização de sensores vestíveis. Entretanto, a atual carência de uma fonte de energia apropriada impõe um grande obstáculo para o desenvolvimento de sensores vestíveis. Para enfrentar este desafio, nosso grupo no Brasil propôs a utilização de compostos orgânicos e organometálicos bioinspiradas incorporados em eletrólitos em gel e utilizando fibras flexíveis de carbono como coletor de corrente. Neste projeto de BEPE, temos o objetivo da avançar no desenvolvimento de baterias vestíveis por meio do desenvolvimento de novos eletrodos miniaturizados baseados em materiais 2D derivados de monocamadas de grafeno. O Grafeno é conhecido por sua robustez como coletor de corrente, alta condutividade elétrica, e flexibilidade, e sua utilização é uma promissora estratégia para a miniaturização e aumento da flexibilidade das baterias. Por meio da colaboração com a Humboldt-Universität zu Berlin, nós exploraremos vários tipos de eletrodos, incluindo aqueles baseado em grafeno multicamada, grafeno multicamada com defeitos estruturais e grafeno multicamada ricos em planos de borda. O objetivo principal deste projeto é a otimização dos coletores de corrente e o aumento do desempenha das baterias orgânicas. Por meio da manipulação das propriedades singulares do grafeno, nós pretendemos aumentar a potência e estender o vida útil dessas baterias. Por meio deste projeto nós pretendermos ampliar o conhecimento da tecnologia de baterias vestíveis e contribuir para sua implementação em uma grande variedade de aplicações. O desenvolvimento bem-sucedido de baterias orgânicas miniaturizadas utilizando eletrodos baseados em grafeno possui um imenso potencial em revolucionar a tecnologia de sensores vestíveis. Estes avanços podem abrir possibilidades de monitoramento e melhora da saúde dos indivíduos, que, em última análise conduz a soluções de saúde mais personalizadas e eficientes. (AU)

Publicações científicas

(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)

BERTAGLIA, THIAGO; COSTA, CARLOS M.; LANCEROS-MENDEZ, SENENTXU; CRESPILHO, FRANK N.. Eco-friendly, sustainable, and safe energy storage: a nature-inspired materials paradigm shift. MATERIALS ADVANCES, v. 5, n. 19, p. 15-pg., 2024-08-06. (22/09164-5, 23/08260-3, 20/12404-2, 23/13288-4, 20/03681-2, 18/22214-6, 23/01529-7)