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

Processo: 18/13867-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 10 de novembro de 2018
Vigência (Término): 09 de novembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Luis Gustavo Dias
Beneficiário:Rafael Maglia de Souza
Supervisor: Mikko Karttunen
Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Local de pesquisa: Western University , Canadá  
Vinculado à bolsa:17/26102-5 - Simulação computacional do meio eletrolítico de baterias secundárias de íons metálicos alcalinos e/ou alcalinos terrosos, BP.DR
Assunto(s):Simulação de dinâmica molecular   Líquidos iônicos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Dinâmica Molecular | Eletrólitos para Baterias Secundárias | líquidos iônicos | Modelagem Coarse-Grained | Química Teórica e Computacional

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.

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Publicações científicas
(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 SOUZA, R. M.; RATOCHINSKI, R. H.; KARTTUNEN, MIKKO; DIAS, L. G.. Self-Assembly of Phosphocholine Derivatives Using the ELBA Coarse-Grained Model: Micelles, Bicelles, and Reverse Micelles. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 60, n. 2, p. 522-536, . (17/03204-7, 13/08166-5, 18/13867-6)
DE SOUZA, RAFAEL MAGLIA; LOURENCO, TUANAN C.; AMARAL DE SIQUEIRA, LEONARDO JOSE; KARTTUNEN, MIKKO; DA SILVA, JUAREZ L. F.; DIAS, LUIS GUSTAVO. Development of coarse-grained force field to investigate sodium-ion transport mechanisms in cyanoborate-based ionic liquid. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 338, . (18/21401-7, 17/26102-5, 17/11631-2, 19/23681-0, 18/13867-6, 19/18125-0)
DE SOUZA, RAFAEL MAGLIA; AMARAL DE SIQUEIRA, LEONARDO JOSE; KARTTUNEN, MIKKO; DIAS, LUIS GUSTAVO. Molecular Dynamics Simulations of Polymer-Ionic Liquid (1-Ethyl-3-methylimidazolium Tetracyanoborate) Ternary Electrolyte for Sodium and Potassium Ion Batteries. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 60, n. 2, p. 485-499, . (17/26102-5, 17/11631-2, 13/08166-5, 18/13867-6)

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