Desenvolvimento e caracterização de supercapacitores e baterias de íons de lítio com novos materiais bidimensionais: Nb-MXenes

• Processo: 23/14091-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 28 de junho de 2024
• Data de Término da vigência: 27 de dezembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Emerson Sarmento Gonçalves
• Beneficiário: Meriene Gandara
• Supervisor: Biljana Sljukic Paunkovic
• Instituição Sede: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa. Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Belgrade, Sérvia
• Vinculado à bolsa: 22/02347-7 - Novas tecnologias para supercapacitores e baterias de íon lítio a partir de MXenos dopados com terras raras, BP.DR
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Li-ion battery cells | Nb-MXenes | Supercapacitors | Ciência e Tecnologias Espaciais Química de materiais

Resumo

Para suportar sistemas tecnológicos eletroportáteis e mobilidade eletrificada por longos períodos de tempo, é necessário o desenvolvimento de fontes energéticas de alta potência e capacidade de armazenamento de carga elétrica. Fontes de conversão e armazenamento de energia eletroquímica são potenciais alternativas para atender essa demanda priorizando o eco-friendly, sustentabilidade com a redução ou zero emissão de carbono. O processo de eletrificação veicular é irreversível. Com efeito, o mercado de dispositivos de armazenamento de energia que abastecerá esses veículos, aumentou quase 20 vezes a produção de baterias de lítio nos últimos anos. O crescimento do mercado de baterias de lítio promove a pesquisa e desenvolvimento de materiais com capacidades elevadas de potência e armazenamento de energia. Novos materiais 2D têm como recente descoberta os MXenes, materiais de natureza dual cerâmica e metálica, com alta estabilidade mecânica e química, além de alta condutividade e alta capacidade de armazenamento de energia. São compostos obtidos a partir de metais de transição com carbono ou nitrogênio e elementos de superfície (O, OH, F), capazes de facilitar o transporte de pequenos íons em sua estrutura. A fim de produzir um dispositivo de energia com material de alto desempenho eletroquímico para futura aplicação em eletroportáteis e processo de eletrificação veicular, esta proposta de projeto objetiva em parceria com a Universidade de Belgrado, o estudo eletroquímico e obtenção de células teste de laboratório para supercapacitores, baterias com Nb-MXenes.

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)

GANDARA, MERIENE; PALLEY, BIANCA FORTES; RAKCOEVIC, LAZAR; MLADENOVIC, DUSAN; POPOVIC-BIJELIC, ANA; SLJUKIC, BILJANA; GONCALVES, EMERSON SARMENTO. Electrochemical Performance of Niobium MXenes with Lanthanum. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 16, n. 39, p. 13-pg., 2024-09-16. (23/14091-0, 22/02737-0, 22/02347-7)

GANDARA, MERIENE; DE ARRUDA, MILENA NAKAGAWA; MARTINS, MARTA DE JESUS OLIVEIRA; RAKOCEVIC, LAZAR; MLADENOVIC, DUSAN; SLJUKIC, BILJANA; GONCALVES, EMERSON SARMENTO. Nb-MXene as promising material for electrocatalysis in energy conversion (OER/ORR) and storage. APPLIED MATERIALS TODAY, v. 40, p. 11-pg., 2024-08-01. (23/14091-0, 23/17245-8, 22/02737-0, 22/02347-7)