Cristalização ultra-rápida de condutores iônicos com estrutura NaSICON de alta entropia para baterias de estado sólido

• Processo: 23/18168-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-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: Ana Candida Martins Rodrigues
• Beneficiário: João Vitor Campos
• Supervisor: Vincenzo M. Sglavo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitá degli Studi di Trento, Itália
• Vinculado à bolsa: 21/06509-9 - Sinterização com cristalização concorrente de vitrocerâmicas condutoras iônicas via flash sintering, BP.PD
• Assunto(s): Compostos com estrutura NASICON
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baterias de Sódio | eletrólito sólido | Nasicon | óxidos de alta entropia | Cristalização de vidros

Resumo

As baterias de estado sólido (SSBs) surgiram como candidatas promissoras para armazenamento de energia de próxima geração devido à sua alta densidade energética, maior segurança e potencial para carregamento rápido. Este projeto de pesquisa visa desenvolver e caracterizar materiais vitrocerâmicos como potenciais eletrólitos e eletrodos para SSBs. O estudo explora novas composições à base de óxido de alta entropia (HEO) do grupo de materiais estruturados NaSICON, preparadas com métodos inovadores baseados na rota da vitrocerâmica. Serão considerados três métodos diferentes de cristalização, nomeadamente, Cristalização Convencional (CC), Cristalização Flash (FC) e Cristalização Ultrarrápida a Alta Temperatura (UHC), para adaptar a (micro)estrutura cristalina das vitrocerâmicas e maximizar a sua iónica. condutividade. Os materiais resultantes serão extensivamente caracterizados em densidade, cristalinidade, fases amorfas cristalinas e residuais, microestrutura e propriedades elétricas. Difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de dispersão de energia de raios X (EDXS), espectroscopia de impedância (IS), calorimetria diferencial de varredura (DSC), dilatometria, infravermelho transformado de Fourier (FT-IR) e espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) serão fundamentalmente utilizadas para a caracterização. Os resultados obtidos fornecerão informações sobre o efeito da composição e do procedimento de cristalização nas propriedades da vitrocerâmica para aplicação em SSBs. Esta pesquisa contribuirá para o desenvolvimento de materiais avançados para SSBs de alto desempenho, acelerando assim o progresso em direção a uma solução de armazenamento de energia sustentável e eficiente.

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)

FÁBULO RIBEIRO MONTEIRO; JOÃO VITOR CAMPOS; GUSTAVO CÉSAR DACANAL; LILIAN MENEZES JESUS; ADILSON LUIZ CHINELATTO; ELIRIA MARIA DE JESUS AGNOLON PALLONE; RAFAEL VIEIRA DE SOUSA. Optimizing flash sintering outcomes using response surface methodology. Cerâmica, v. 71, 2025-02-28. (19/14677-9, 15/07319-8, 18/19370-6, 21/06509-9, 23/18168-7)

CAMPOS, JOAO, V; LAVAGNINI, ISABELA R.; DE SOUZA, THALIA D.; SILVA, LAIS D.; JESUS, LILIAN M.; BRADTMUELLER, HENRIK; ZANOTTO, EDGAR D.; RODRIGUES, ANA C. M.. Power ramp flash crystallization of a lithium silicate-based glass for dental applications: Structural insights and mechanical properties. ACTA MATERIALIA, v. 284, p. 13-pg., 2024-12-10. (23/18168-7, 22/13532-0, 13/07793-6, 21/06509-9, 19/26399-3, 23/18171-8)