Desenvolvimento e estudo de materiais micro/nanoestruturados de interesse para baterias de íons de lítio e capacitores

Resumo

O presente projeto tem como objetivo o desenvolvimento de materiais micrométricos com superfície nanoestruturadas. Os materiais micrométricos de interesse são óxidos e carbonos de interesse para baterias de íons de lítio e capacitores eletroquímicos (grafite, grafenos, LiFePO4, V2O5, MnO2). A nanoestruturação desses materiais será conduzida utilizando métodos de chemical vapor deposition e layer by layer. As nanoestruturas previstas são baseadas em nanotubos de carbono, nanotubos de óxidos, nanopartículas óxidas e polímeros como quitosana, óxido de polietileno. O projeto prevê para o caso da nanoestruturação via CVD o desenvolvimento de reatores de leito fluído. As principais técnicas de investigação dos materiais micro/nanoestruturados são baseadas em técnicas eletroquímicas e físico químicas: impedância eletroquímica, cronopotenciometria cíclica, voltametria cíclica, microscopia de varredura e transmissão eletrônica, microscopia de força atômica, difração de raios-X, adsorção/desorção de nitrogênio, infravermelho, XPS e XAS. No caso das medidas eletroquímicas será utilizado para a investigação células tipo botão seladas com capacidade de retenção de eletrólitos por meses ou anos. Esses estudos eletroquímicos irão utilizar eletrólitos de baterias de íons de lítio comerciais e eventualmente líquidos iônicos comerciais. Com essas ferramentas o projeto pretende:i) identificar quais dos materiais micro/nanoestruturados mencionados apresentam potencial tecnológico para a utilização em baterias de íons de lítio e capacitores;ii) contribuir para o entendimento dos mecanismos de armazenagem de energia nesses materiais micro/nanoestruturados;iii) investigar os mecanismos de nanoestruturação da superfície desses materiais;iv) criar infra-estrutura para a produção desses materiais em kg e de outros já patenteados pelo grupo;v) criar novas perspectivas para área de baterias de íons de lítio e capacitores;Finalmente, o presente projeto abre perspectivas para o estabelecimento de uma série de parcerias uma vez que os materiais mencionados podem ser de interesse para outras áreas tecnológicas. (AU)