Tomografia de Raios-X In Situ Síncrotron via XRD-CT, PDF-CT e Espalhamento por Cristal Único para Mapeamento da Degradação de Catalisadores em Células Pouch Li-S

• Processo: 25/16087-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 25 de fevereiro de 2026
• Data de Término da vigência: 24 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Hudson Giovani Zanin
• Beneficiário: Érick Alves Santos
• Supervisor: Jonathan Paul Wright
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), França
• Vinculado à bolsa: 22/02222-0 - Desenvolvimento de protótipos pouch cells de baterias de lítio-enxofre (Li-S) em estado sólido-líquido com alta estabilidade e avançada escala de maturidade tecnológica, BP.DR
• Assunto(s): Tomografia Difração por raios X
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: batteries | degradation | Pair distribuction function | Tomography | x-ray diffraction | espalhamento de raios-x

Resumo

Durante o estágio, o aluno será treinado em operação de linhas de luz, análise de dados e condução de experimentos, com ênfase em estudos de dispositivos de armazenamento de energia nas linhas de luz ID11 e ID15A. As atividades incluirão a execução de experimentos de alta resolução para investigar eletrodos de óxido de espinélio em baterias de lítio-enxofre tipo pouch ou coin cell, utilizando técnicas in situ de CT-XRD, CT-PDF e espalhamento de cristal único para obter informações estruturais em diferentes escalas espaciais. Serão realizados estudos de ordem cristalina de curto, médio e longo alcance, avaliando o comportamento físico-químico dos eletrodos sob diferentes densidades de corrente (1C, 5C e 10C) e temperaturas (40 °C, 60 °C e 80 °C). Os experimentos visam alcançar resolução ao nível de partícula (>80 nm) para acompanhar os processos de litiação e deslitiação, com atenção especial à reflexão (311) de um único grão, permitindo determinar a taxa e a reversibilidade da litiação. Também serão conduzidas medições com resolução temporal de 1 ms para monitorar em tempo real a evolução de fases e os mecanismos de degradação, correlacionando mudanças estruturais com o desempenho eletroquímico. A etapa final terá como objetivo realizar reconstruções computacionais 3D, integrando dados de técnicas em escala de partícula e de eletrodo, a fim de estabelecer relações entre evolução morfológica, mudanças de fase e performance das baterias, sob supervisão direta do pesquisador líder Dr. Jonathan Paul Wright. (AU)