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Novas tecnologias para supercapacitores e baterias de íon lítio a partir de MXenos dopados com terras raras

Processo: 22/02347-7
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2022
Data de Término da vigência: 31 de maio de 2027
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Elizabete Yoshie Kawachi
Beneficiário:Meriene Gandara
Instituição Sede: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa. Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):23/14091-0 - Desenvolvimento e caracterização de supercapacitores e baterias de íons de lítio com novos materiais bidimensionais: Nb-MXenes, BE.EP.DR
Assunto(s):Lã   Supercapacitores
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Células de baterias de íon lítio | La | MXeno | Nb2CTx | supercapacitores | Materiais Conjugados Não-Metálicos

Resumo

Novas demandas do mercado tecnológico ocasionaram uma corrida contra o tempo para o desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia da mais alto desempenho. Os supercapacitores ganham destaque em elevada capacidade de armazenamento de carga, longos ciclos de vida útil e rápida entrega de energia, podendo ser aplicados a circuitos eletrônicos, sistemas de redundância de energia, em sistemas híbridos com baterias, dentre outros. E as baterias de íon lítio dominam o mercado de eletrônicos portáteis e atendem a alta demanda do segundo maior mercado de consumo de energia elétrica, que são os veículos híbridos e totalmente elétricos com projeção de US $73 bilhões até 2025 de baterias. O desenvolvimento desses supercapacitores e baterias tem destaque nas novas tecnologias, incluindo novos materiais para atingir o maior desempenho eletroquímico e garantir longos ciclos de funcionamento do dispositivo. Novos materiais 2D têm como recente descoberta os MXenos, materiais de natureza cerâmica, com alta estabilidade mecânica e química, além de alta condutividade e alta capacidade de armazenamento de energia. São compostos obtidos a partir de metais de transição com carbono, e/ou nitrogênio e elementos de superfície (O, OH, F), capazes de facilitar o transporte de pequenos íons em sua estrutura. Com o objetivo de se obter novas tecnologias para armazenamento de energia em dispositivos supercapacitores e baterias de íon lítio, esse projeto propõe o desenvolvimento e caracterização de semi células de MXenes (Nb2CTx/La). Com a finalidade de obter uma estrutura mais estável no processo de intercalação de íons de lítio, maior condutividade para melhor desempenho em armazenamento de carga, carga rápida e maior retenção de carga em longos ciclos.

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Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DE ARRUDA, MILENA NAKAGAWA; PALLEY, BIANCA FORTES; DE SOUZA, GUSTAVO FREITAS; LOPEZ, LIGIA; PONTES, MARCELO ANDRE PETRY; FERNANDES, WILLIANS PRINCIPE; GANDARA, MERIENE; MACHADO, FRANCISCO BOLIVAR CORRETO; FERRAO, LUIZ FERNANDO DE ARAUJO; GONCALVES, EMERSON SARMENTO. Physicochemical characterization of a low-oxygen composite based on chitosan and electrochemically exfoliated graphene. Materials Chemistry and Physics, v. 306, p. 10-pg., . (22/16385-8, 17/17661-0, 22/02737-0, 22/02347-7)
GANDARA, MERIENE; PALLEY, BIANCA FORTES; RAKCOEVIC, LAZAR; MLADENOVIC, DUSAN; POPOVIC-BIJELIC, ANA; SLJUKIC, BILJANA; GONCALVES, EMERSON SARMENTO. Electrochemical Performance of Niobium MXenes with Lanthanum. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 16, n. 39, p. 13-pg., . (23/14091-0, 22/02737-0, 22/02347-7)
GANDARA, MERIENE; MLADENOVIC, DUSAN; MARTINS, MARTA DE JESUS OLIVEIRA; RAKOCEVIC, LAZAR; DE ASSIS, JOAO MARCOS KRUSZYNSKI; SLJUKIC, BILJANA; GONCALVES, EMERSON SARMENTO. MAX Phase (Nb4AlC3) For Electrocatalysis Applications. SMALL, v. 20, n. 29, p. 15-pg., . (22/02737-0, 22/02347-7)
GANDARA, MERIENE; DE ARRUDA, MILENA NAKAGAWA; MARTINS, MARTA DE JESUS OLIVEIRA; RAKOCEVIC, LAZAR; MLADENOVIC, DUSAN; SLJUKIC, BILJANA; GONCALVES, EMERSON SARMENTO. Nb-MXene as promising material for electrocatalysis in energy conversion (OER/ORR) and storage. APPLIED MATERIALS TODAY, v. 40, p. 11-pg., . (23/14091-0, 23/17245-8, 22/02737-0, 22/02347-7)