Desenvolvimento e caracterização de supercapacitores e baterias de íons de lítio com novos materiais bidimensionais: Nb-MXenes

Resumo

Para suportar sistemas tecnológicos eletroportáteis e mobilidade eletrificada por longos períodos de tempo, é necessário o desenvolvimento de fontes energéticas de alta potência e capacidade de armazenamento de carga elétrica. Fontes de conversão e armazenamento de energia eletroquímica são potenciais alternativas para atender essa demanda priorizando o eco-friendly, sustentabilidade com a redução ou zero emissão de carbono. O processo de eletrificação veicular é irreversível. Com efeito, o mercado de dispositivos de armazenamento de energia que abastecerá esses veículos, aumentou quase 20 vezes a produção de baterias de lítio nos últimos anos. O crescimento do mercado de baterias de lítio promove a pesquisa e desenvolvimento de materiais com capacidades elevadas de potência e armazenamento de energia. Novos materiais 2D têm como recente descoberta os MXenes, materiais de natureza dual cerâmica e metálica, 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 ou nitrogênio e elementos de superfície (O, OH, F), capazes de facilitar o transporte de pequenos íons em sua estrutura. A fim de produzir um dispositivo de energia com material de alto desempenho eletroquímico para futura aplicação em eletroportáteis e processo de eletrificação veicular, esta proposta de projeto objetiva em parceria com a Universidade de Belgrado, o estudo eletroquímico e obtenção de células teste de laboratório para supercapacitores, baterias com Nb-MXenes.