Simulação computacional do meio eletrolítico de baterias secundárias de íons metálicos alcalinos e/ou alcalinos terrosos

Resumo

Simulação computacional é uma ferramenta indispensável para investigar processos dinâmicos e mecanismos de interações em nível molecular. A utilidade e importância de simulações moleculares foram reconhecidas no Prêmio Nobel de 2013 em Química para M. Karplus, A. Warshel e M. Levitt pelo "desenvolvimento de modelos em multiescala para sistemas químicos complexos".Neste projeto, serão desenvolvidos modelos para serem aplicados na previsão de propriedades estruturais e dinâmicas (propriedades de transporte) de líquidos iônicos, principalmente no que tange sua aplicação como um meio eletrolítico para baterias de sódio e/ou magnésio e/ou potássio, que são novas classes de baterias com potenciais vantagens em relação às baterias de lítio.O campo de força atomístico para líquido iônico e íon de metal alcalino ou alcalino terroso poderá ser uma adaptação de campos comumente usados atualmente ou sofrerá melhoria no sentido de detalhar interações eletrostáticas em curto alcance. Posteriormente, será realizada a extensão do modelo para uma resolução coarse-grained, via abordagem top-down.Líquidos iônicos são sais que se apresentam fundidos (i.e. estado líquido) em temperatura ambiente. Diferentes propriedades físico-químicas podem ser obtidas devido a imensa quantidade de cátions (orgânicos) e ânions que podem ser combinados. Há um grande interesse em aplicar essa classe de solventes como eletrólitos de baterias, devido à sua estabilidade eletroquímica e a capacidade de dissolver e conduzir íons tipicamente usados em baterias secundárias (íons de metais alcalinos ou alcalinos terrosos), além de superar os problemas dos eletrólitos baseados em carbonatos das tradicionais baterias de lítio.