Eletrólito Polimérico Sólido de Base Biológica a Partir do Complexo de Nanocristal de Celulose e Quitosana

• Processo: 25/25014-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 16 de março de 2026
• Data de Término da vigência: 15 de setembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Watson Loh
• Beneficiário: Guilherme Henrique Vedovello Silva
• Supervisor: Jodie Lutkenhaus
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Texas A&M University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 23/07740-1 - Complexos polieletrolíticos compactos de precursores polissacarídicos, BP.DD
• Assunto(s): Condutividade iônica Polissacarídeos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cellulose nanocrystals | Ionic conductivity | lithium ion battery | Polyelectrolyte Complexes | Polysaccharides | Solid Polymer Electrolytes | Físico Química de Coloides

Resumo

Eletrólitos poliméricos sólidos (SPEs) de base biológica oferecem um caminho promissor para um armazenamento de energia mais seguro e sustentável em comparação com os eletrólitos líquidos inflamáveis convencionais usados em baterias de íon-lítio. Polissacarídeos, como celulose e quitosana, são blocos de construção particularmente atraentes devido à sua abundância, renovabilidade, biodegradabilidade e propriedades físico-químicas únicas oriundas das redes de ligação de hidrogênio. Este projeto investiga filmes compósitos derivados de complexos polieletrolíticos (PECs) de quitosana (CS) e nanocristais de celulose (CNC) sulfatados, incorporando polietilenoglicol (PEG), como potenciais SPEs. O objetivo do projeto é aproveitar as propriedades inerentes desses biopolímeros enquanto abordamos os desafios dos SPEs, como a baixa condutividade iônica. Dois sistemas serão explorados: (1) PECs de CS:CNC não estequiométricos com excesso de carga negativa compensada por Li+ via diálise, projetados para maximizar o número de transporte de Li+; e (2) PECs de CS:CNC dopados com bis(trifluorometanossulfonil)imida de lítio, preparados para investigar a saloplasticidade (a modulação das propriedades do material pela dopagem das ligações cruzadas iônicas com sal) como uma estratégia para potencialmente aumentar a mobilidade da cadeia polimérica e o transporte iônico. Propriedades eletroquímicas chave, incluindo condutividade iônica (via EIS), estabilidade eletroquímica frente ao Li metálico (via ciclagem galvanostática) e o número de transporte de Li+ (via método de Bruce-Vincent), serão sistematicamente caracterizadas. O objetivo principal é estabelecer relações estrutura-propriedade para orientar o desenvolvimento de SPEs de base biológica eficazes para aplicações em baterias. (AU)