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
• Vigência (Início): 01 de maio de 2024
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2025
• Área do 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
• Local de pesquisa: 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.