Melanina como aditivo em eletrólitos de hidrogel para aplicação em supercapacitores

• Processo: 23/14464-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Carlos Frederico de Oliveira Graeff
• Beneficiário: João Victor Morais Lima
• Supervisor: Hadis Zarrin
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Toronto Metropolitan University (TMU), Canadá
• Vinculado à bolsa: 21/03379-7 - Aplicação de Novos Materiais como Eletrodo em Supercapacitores Flexíveis, BP.DR
• Assunto(s): Armazenamento de energia Melaninas Supercapacitores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Armazenamento de Energia | Eletrólitos hidrogel | Melanina | Supercapacitores flexíveis | Supercapacitores

Resumo

Supercapacitores flexíveis (FSCs) são um dos dispositivos de armazenamento de energia eletroquímica mais promissores devido à sua alta densidade de potência, alta faixa de temperatura e longo ciclo de vida. A fabricação de FSCs exige a utilização de eletrólitos com alta condutividade iônica, flexíveis e com baixa resistência interfacial entre o eletrodo e o eletrólito. Os tipos mais comuns de eletrólitos usados para esta aplicação são eletrólitos em géis. Porém, esse tipo de eletrólito ainda apresenta alguns desafios, como sua baixa condutividade iônica. Assim, a síntese de novos eletrólitos de alto desempenho tem sido foco entre os pesquisadores. A utilização de materiais redox-ativos como aditivos tem sido uma estratégia promissora para obtenção de eletrólitos com alta condutividade iônica e dispositivos de alto desempenho. A melanina é um material que tem sido muito explorado em sistemas de armazenamento de energia pseudocapacitivos devido às diversas formas redox de sua estrutura, propriedade de quelação de metais e alta condutividade iônica. Neste contexto, este projeto propõe, pela primeira vez, o estudo de melaninas solúveis em água como aditivo em hidrogéis para aplicação como eletrólito em FSCs. Os hidrogéis utilizados serão à base de carboximetilcelulose/ácido cítrico ou à base de álcool polivinílico. Assim, a influência das características físicas, químicas, eletroquímicas e reológicas dos hidrogéis nas características dos FSCs será avaliada em termos de capacitância específica, densidade de energia e potência e ciclo de vida.