Exploração computacional e modelagem atomística de materiais cerâmicos para células de combustível de óxido sólido (SOFCs) a etanol direto

• Processo: 24/10565-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 18 de dezembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Julio Romano Meneghini
• Beneficiário: Pedro Antonio Santos Florez
• Instituição Sede: Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa. Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/01177-5 - Da ciência fundamental à aplicada: novas fronteiras em tecnologias de células a combustível, AP.SPEC
• Assunto(s): Simulação atomística Simulação de dinâmica molecular Propriedades de transporte Propriedades mecânicas Células de combustível Materiais cerâmicos Células a combustível de óxidos sólidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: células a combustível | Dinâmica Molecular | Modelagem de Materiais | propriedades de transporte | Propriedades mecânicas | Simulações Atomísticas

Resumo

Este projeto propõe uma investigação inovadora para identificar materiais cerâmicos ideais como eletrólitos em células de combustível de óxido sólido (SOFCs) que operam com etanol direto. Através do emprego de técnicas avançadas de modelagem computacional e aprendizado de máquina, busca-se selecionar os materiais mais promissores para aprimorar o desempenho das SOFCs, considerando tanto a eficiência energética quanto a redução das emissões de CO2, assim como avaliar as suas propriedades mecânicas a nível molecular , ainda pouco compreendidas com etanol como combustível. A metodologia envolve o uso de algoritmos de aprendizado de máquina para analisar uma vasta gama de dados de materiais, incluindo cálculos de primeiros princípios e informações experimentais, com o objetivo de identificar candidatos viáveis como eletrólitos de SOFCs operando com etanol. Subsequentemente, serão conduzidas simulações de dinâmica molecular para explorar as propriedades mecânicas, de transporte e as interfaces entre os eletrodos e eletrólitos desses materiais em escala atômica, a fim de compreender seu comportamento, interações e compatibilidade em profundidade. A colaboração próxima com uma equipe multidisciplinar permitirá validar os resultados das simulações com dados experimentais, assegurando a confiabilidade e relevância das descobertas. Com base nessas análises, serão selecionados os materiais cerâmicos mais promissores como eletrólitos para SOFCs, considerando não apenas suas propriedades de transporte, mas também sua estabilidade química e propriedades mecânicas, contribuindo significativamente para o avanço da tecnologia das SOFCs. (AU)