Campos de força polarizáveis para a Investigação de materiais de bateria de sódio-íon

Resumo

A implementação de novas fontes de energia renováveis é um passo necessário para a mitigação das emissões de CO2 e o controle das mudanças climáticas. Entretanto, devido ao caráter intermitente dessas fontes, é necessário o uso de dispositivo de armazenamento de energia, como supercapacitores e baterias. A baixa disponibilidade de lítio no planeta terra faz com que as baterias de lítio, as mais utilizadas atualmente, não sejam suficiente para suprir a demanda futura por baterias. Sendo assim, nos últimos anos muitos esforços têm sido realizados para o desenvolvimento das baterias de sódio-íon. Dentre os principais fatores limitantes para estas baterias, podemos citar a formação da interface sólida do eletrólito (ISE) na superfície do ânodo, a qual se dá por reações indesejadas entre o eletrólito e a superfície do eletrodo. Uma alternativa para diminuir os impactos da formação da ISE, é o uso de eletrólitos baseados em líquidos iônicos (LIs), os quais resultam em uma ISE robusta, a qual contribui para o transporte dos íons Na+ da região de bulk para a superfície do eletrodo. Para aumentarmos o entendimento da ISE em LIs, é necessário uma investigação atomística, focando nas interações entre os íons e no transporte dos mesmos. Desta maneira, propomos neste projeto a realização de simulações de dinâmica molecular (DM) utilizando campos de força polarizáveis desenvolvidos especificamente para eletrólitos baseados em LIs. Além das simulações de DM, cálculos da teoria funcional de densidade podem ser realizados afim de se complementar as informações obtidas das simulações de DM e também para obter diferentes propriedades que influenciem na formação da ISE, como as estabilidade dos íons e os custos energéticos das interações. (AU)