Busca avançada
Ano de início
Entree

Técnicas de absorção síncrotron in-situ para estudar materiais de média e alta entropia como catalisadores em baterias de Li-S tipo pouch cell

Processo: 24/01031-1
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2024
Vigência (Término): 31 de março de 2025
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Hudson Giovani Zanin
Beneficiário:Érick Alves Santos
Supervisor: Johanna Nelson Weker
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa: SLAC National Accelerator Laboratory, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:22/02222-0 - Desenvolvimento de protótipos pouch cells de baterias de lítio-enxofre (Li-S) em estado sólido-líquido com alta estabilidade e avançada escala de maturidade tecnológica, BP.DR
Assunto(s):Baterias   Catalisadores   Radiação síncrotron   Eletroquímica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:baterias | Catalisador | in-situ | Lítio-Enxofre | Pouch Cell | síncrotron | Eletroquímica

Resumo

As baterias de lítio-enxofre (Li-S) destacam-se como sistemas de armazenamento de energia com grande potencial, apresentando uma capacidade específica teórica cinco vezes superior às baterias de íon de lítio (Li-ion), além de maior densidade energética e volumétrica. A composição do eletrodo dessas baterias inclui materiais acessíveis e de baixa agressão ambiental, como alótropos do carbono e enxofre. Apesar das vantagens evidentes, há desafios a serem superados, como a baixa condutividade elétrica do enxofre (S8) no eletrodo e a formação de produtos sólidos de descarga (Li2S ou Li2S2), conhecido como efeito shuttle. Diante desses desafios, a comunidade científica busca aprimorar a condutividade dos eletrodos das baterias Li-S e mitigar o efeito shuttle. Uma opção atualmente explorada são os materiais de alta e média entropia como catalisadores, devido à sua forte capacidade de absorção de polissulfetos de lítio no eletrólito, conversão dos produtos sólidos e hospedeiros para a difusão de íons de lítio. Nesse contexto, este projeto tem como objetivo avançar nos estudos dos materiais catalíticos para os eletrodos de baterias Li-S no formato pouch cell, com ênfase na montagem e caracterização in-situ de materiais de alta e média entropia (MEM e MEH). Alinhando-se às técnicas eletroquímicas realizadas no Brasil, a metodologia proposta incorpora técnicas avançadas de absorção in-situ por meio de radiação sincrotron, como espectroscopia de absorção de raios-X (XAS), microscopia de raios-X por transmissão (TXM) e tomografia computadorizada por contraste de fase de raios-X (CT). Os resultados esperados deste projeto visam enfrentar desafios críticos na tecnologia de baterias, contribuindo para o avanço do conhecimento e promovendo a inovação na ciência de materiais para aplicações de energia sustentável. Um dos principais objetivos do projeto BEPE é especializar o candidato em técnicas de absorção in-situ sincrotron aplicadas a baterias, em um tradicional acelerador de partículas, o National Accelerator Laboratory (SLAC), localizado na Stanford University, sob orientação da pesquisadora líder Johanna Nelson Weker.

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (0 total):
Mais itensMenos itens
VEICULO: TITULO (DATA)
VEICULO: TITULO (DATA)