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

Resumo

Líquidos iônicos são sais fundidos a 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 a sua estabilidade eletroquímica e térmica, na capacidade de dissolver e conduzir íons tipicamente usados em baterias secundárias (íons de metais alcalinos ou alcalinos terrosos) e ainda superam problemas encontrados nos eletrólitos das tradicionais baterias de lítio. Destaca-se o líquido iônico baseado no ânion [B(CN)4]- devido a sua apreciável pequena viscosidade, uma propriedade extremamente desejada para atuar como um meio eletrolítico em baterias. Além disso, meios eletrolíticos que contenham oligomeros de polietilenoglicol (glimas) favorecer uma diminuição na viscosidade e na formação de pares iônicos. Assim, líquidos iônicos que contenham o ânion [B(CN)4]- mais aditivos de glima na presença de Na+ e/ou K+ e/ou Mg2+ serão estudados por dinâmica molecular. O foco desse estudo é entender como cada um dos componentes afetam as propriedades estruturais, dinâmicas e de transporte. O estudo é um primeiro passo para um posterior design in silico de novos meios eletrolíticos visando baterias secundárias mais eficientes. As simulações serão feitas com campo de força em resolução all-atom, visando manter um balanço adequado entre uma boa descrição das interações intermoleculares a um custo computacional acessível. Depois disso, um campo de força coarse-grained (ELBA) será calibrado para explorar processos em maior escala espacial e temporal nos líquidos iônicos.