Novos materiais da família MXenes aplicados a baterias à base de Li, Na e K

• Processo: 24/22897-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Julio Ricardo Sambrano
• Beneficiário: Fredy Mamani Gonzalo
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Teoria do funcional da densidade Materiais bidimensionais Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dft | Materiais bidimensionais | Nanomateriais | Modelagem e Simulação Computacional

Resumo

O crescimento acelerado da população mundial e o avanço o tecnológico geraram uma alta demanda por fontes de energia limpa e sistemas de armazenamento mais eficientes, onde o uso massivo de dispositivos eletrônicos portáteis e o incremento de veículos elétricos estão mudando o cenário energético, principalmente no continente sul-americano. Atualmente, as baterias de íon-lítio (LiB) têm sido uma das alternativas mais importantes ás antigas baterias à base de chumbo. Por outro lado, baterias de sódio (Na) e potássio (K) prometem revolucionar ainda mais o setor, pois, além de reduzirem os riscos ambientais, também são recicláveis e isso aumenta a sustentabilidade ao reduzir significativamente os custos de produção. Neste sentido, a busca por novas alternativas, tal como os materiais bidimensionais (2D), os quais podem oferecer novas perspectivas de armazenamento em grande escala; Neste sentido, a família dos Mxenes, tem atraído atenção em vista de seu processo de síntese acessível, flexibilidade e da sua grande possibilidade de interação com íons, metais ou moléculas. Portanto, em conjunção com a demanda energética e à pesquisa de novos materiais e suas aplicações, surge a necessidade de investigar materiais que possam ser usados como eletrodo em baterias, especialmente para aplicações que exigem segurança extrema, longa vida útil e alta eficiência. Neste estudo, o objetivo é investigar o potencial de MXenes (ZrNbC) como aplicados a baterias de Li, Na e K, por meio de simulações baseadas na teoria do funcional da densidade (DFT) aplicada a sistemas periódicos. A capacidade de armazenamento de íons e a eficiência de difusão dos íons serão avaliadas, proporcionando uma comparação com outras tecnologias convencionais de baterias. As contribuições científicas do projeto incluem o avanço do entendimento sobre os MXenes como materiais para baterias, o desenvolvimento de modelos preditivos que facilitarão a melhoria de seus desempenhos e a proposição de novas abordagens para armazenamento de energia. (AU)