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

Processo: 23/14091-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 28 de junho de 2024
Vigência (Término): 27 de dezembro de 2024
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Emerson Sarmento Gonçalves
Beneficiário:Meriene Gandara
Supervisor: Biljana Sljukic Paunkovic
Instituição Sede: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa. Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Belgrade, Sérvia  
Vinculado à bolsa:22/02347-7 - Novas tecnologias para supercapacitores e baterias de íon lítio a partir de MXenos dopados com terras raras, BP.DR
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Li-ion battery cells | Nb-MXenes | Supercapacitors | Ciência e Tecnologias Espaciais Química de materiais

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.

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