O projeto "Geração e Armazenamento de Novas Energias: trazendo desenvolvimento tecnológico para o país" engloba as atividades de pesquisa e extensão de três programas da fase 2 do CINE de 2023 a 2028: Geração de Energia (Energy Generation, EG), Armazenamento Avançado de Energia (Advanced Energy Storage, AES) e Geração de Hidrogênio Verde (Green Hydrogen, GH2). O projeto se enquadra na missão do CINE que é o desenvolvimento de tecnologias nacionais na área de novas energias, focando no ambiente de transição energética pela qual o país atravessa, com o comprometimento de uma economia com baixas emissões de carbono. Todos os projetos têm seus objetivos o olhar cuidadoso na matriz elétrica do país, que atualmente é 83% renovável. O avanço principalmente na expansão da energia fotovoltaica que recentemente ultrapassou a energia eólica e ambas deverão assumir o protagonismo na geração elétrica limpa no mundo em 10-15 anos, o que justifica a criação do programa EG. O programa GH2 traz ao CINE a pauta da geração do hidrogênio verde que se tornou um dos principais vetores de transporte de energia nos próximos 10-15 anos. Mobilidade elétrica e armazenamento de energia estacionário são pautas do programa AES trazidas pelas recentes discussões de como o Brasil e o mundo irão lidar com o transporte de cargas e passageiros, bem como incorporar maior participação da energia eólica e fotovoltaica na rede elétrica. Todos os programas abrangem estudos fundamentais das tecnologias a serem abordadas com enfoque em caracterizações in situ e in operando utilizando técnicas avançadas (como é o caso de estudos que já vem sendo realizados em colaboração com o Sirius em Campinas e outros laboratórios que utilizam a radiação síncrotron). Também estão previstos o desenvolvimento e aprimoramento de materiais funcionais, como catalisadores, fotocatalisadores, membranas, substratos de suporte, etc., com foco em diminuição de custo, uso de insumos e produções locais, diminuição da utilização de metais raros e ampliação do uso de carbono e derivados, aumento de eficiência de geração e estabilidade. A ampliação das tecnologias para escala de protótipo será executada em vários projetos como é o caso das células solares de perovskita, eletrolisadores PEM, células fotoeletroquímicas, bateriais e supercapacitores. Parte desse upscalling já se iniciou na fase 1 do CINE e deve ser impulsionado mais fortemente na fase 2. Isso permitirá que muitos projetos que se encontram ao nível de meta tecnológica TRL 3 passem para nível TRL 4 ou 5 nos próximos anos. (AU)

Neste projeto será avaliado o desempenho de perovskitas do tipo CH3NH3PbI3 em plataformas microfabricadas por fotolitografia (PMF). A PMF será obtida utilizando uma camada de fotorresiste positivo depositado sobre substrato, uma máscara metálica e radiação ultravioleta. O design das plataformas permitirá a obtenção de microcolunas de CuI, o qual será utilizado como material transportador de buracos. Além disso, uma camada compacta de TiO2 será utilizada como material transportador de elétrons, assim como uma camada mesoporosa de TiO2 que será usada para infiltração da perovskita de iodeto de metilamônio e chumbo. Os materiais constituintes dos dispositivos (TiO2, CH3NH3PbI3 e CuI) serão depositados entre as microcolunas de CuI por spin coating seguindo a sequência de uma camada compacta de TiO2, uma camada mesoporosa de TiO2, CH3NH3PbI3, e uma camada compacta de CuI. Após o crescimento de microcolunas de CuI circundadas pela camada de perovskita, espera-se que essas microcolunas se comportem como condutores de buracos mais eficientes. Ainda, o diâmetro das microcolunas de CuI e sua espessura serão otimizados por meio da eficiência de conversão de energia em potência dos dispositivos obtidos, os quais serão caracterizados com técnicas microscópicas, curvas de densidade de corrente em função da tensão, espectroscopia de reflectância difusa, difratometria de raio-X e espectroscopia de dispersão de energia de raio-X. (AU)