Desenvolvimento de dispositivos supercapacitores a partir de eletrodos de nanomateriais 2D e 3D: grafeno, MXenos e nanoóxidos metálicos

Resumo

Matrizes de energia elétrica, de modo acelerado, passam por transformações dos processos de armazenamento e geração de energia com requisitos expressos de sustentabilidade, mudanças de matérias-primas e inovações. Essas quebras de paradigmas são para atender uma nova fase de demandas tecnológicas na saúde, educação, comunicação, mobilidade, de gerações 4.0 e 5.0 que culminam na crescente digitalização, cibernética, internet das coisas, inteligência artificial, redes de internet velozes 5G, 6G. Para sustentar o operacional desses sistemas integrados, desde pequenos circuitos eletroeletrônicos a motores de elevada potência operando on grid ou off grid, há uma corrida tecnológica para produção de acumuladores de energia. Esses dispositivos armazenadores também fazem parte do processo de eletrificação do setor industrial e de mobilidade. Os supercapacitores são dispositivos capazes de armazenar e liberar uma grande quantidade de energia em pouco tempo por longos ciclos de vida útil, assim alimentando completamente ou de modo redundante circuitos eletroeletrônicos de baixa à alta potência. São compostos por eletrodos de materiais que exibem alto desempenho eletroquímico e capacidade de armazenar e transportar cargas, como polímeros condutores, grafeno, carbono e seus derivados, nanomateriais bidimensionais como MXenos, óxidos de metais de transição. A fim de contribuir com o avanço tecnológico do setor de geração de energia, esta proposta visa a obtenção e caracterização quanto a propriedades morfológicas, estruturais e eletroquímicas desses materiais de alto desempenho para formação de eletrodos em dispositivos armazenadores de energia. Esses dispositivos supercapacitores, farão parte de mockups que alimentarão circuitos eletroeletrônicos simples e motores de baixa potência, como prova de conceito. (AU)