As propriedades que emergem da estrutura À conjugada dos polímeros condutores (PCs) os tornam promissores para aplicações em baterias/supercapacitores e janelas inteligentes, este último proveniente das propriedades eletrocrômicas presentes em PCs como a polianilina (PANI), politiofeno (PT), poli-3,4-etilenodioxitiofeno (PEDOT), entre outros. Recentemente, reportamos uma metodologia simples para o preparo de uma paleta de cores baseada na combinação da PANI, PEDOT e PT por meio da rota interfacial líquido-líquido desenvolvida em nosso grupo de pesquisa, baseada na deposição de diferentes números de camadas e/ou diferentes polímeros em sequência, originando cores e respostas eletroquímicas distintas. A mudança de coloração de filmes em diferentes potenciais possibilita a construção de um dispositivo de armazenamento de energia eletrocrômico, em que a simples diferença de cor indica se o mesmo encontra-se carregado ou descarregado. O objetivo desse projeto é otimizar a deposição de filmes de polímero condutor visando a obtenção de eletrodos para aplicação em possíveis baterias eletrocrômicas. (AU)

Espera-se que a demanda global por baterias aumente até 2030, alimentada pelo aumento no número de veículos elétricos, à medida que o mundo se concentra em reduzir as emissões para reduzir o aquecimento global. Grafeno e nióbio tem sido o foco da pesquisa de materiais de energia desde sua descoberta sendo intensamente estudados em pesquisas de baterias para melhorar as características eletroquímicas, bem como para aumentar a estabilidade mecânica dos materiais de eletrodos. A pesquisa refere-se a uma bateria cuja configuração permite a geração e controle de um potencial de ionização de seus meios eletrolíticos, garantindo uma gama de vantagens relativas à eficiência e segurança no uso da referida bateria, também se refere a um método de geração e controle de potencial de ionização de uma bateria. Com objetivo de desenvolver uma bateria segura, eficiente, leve e atual para uso em escala mundial colaborando com as metas da ONU e com tecnologias colaborativas com energia limpa. (AU)

O objetivo da pesquisa é projetar e implementar um sistema de carregamento de veículo elétrico de forma móvel e rápida, utilizando módulos de bateria e componentes eletrônicos que possam ser deslocados até o ponto de carregamento, de modo a melhorar a eficiência de utilização dos equipamentos e reduzir a ansiedade de alcance dos proprietários de veículos elétricos. A pesquisa envolve o estudo de conversores de tensão DC/DC e algoritmos de controle de carga de baterias, bem como o projeto e desenvolvimento de um circuito eletrônico que possa medir a corrente e a tensão da bateria e controlar a carga de forma eficiente. Além disso, será necessário estudar e escolher os componentes eletrônicos adequados, como transistores de potência, diodos, capacitores e indutores, para garantir a eficiência do circuito. Uma vez que o circuito eletrônico tenha sido projetado e implementado, o projeto envolverá testes práticos para avaliar a eficácia do sistema de recarga móvel. Para isso, será necessário testar o sistema em um projeto piloto. Além disso, será importante avaliar a segurança do sistema de entrega e os riscos envolvidos. Por fim, o projeto de pesquisa resultará na criação de um sistema de recarga móvel a veículos elétricos eficiente e seguro, o que poderá ter um impacto significativo no mercado de veículos elétricos e na redução das emissões de gases de efeito estufa. (AU)

O projeto prevê a preparação, caracterização e estudo de desempenho de eletrólitos sólidos formados por PVA/NaCl/ácido bórico, para aplicação em baterias aquosas de íons sódio. As atividades estão inseridas em atividades de uma tese de doutorado em andamento, visando a preparação de baterias de íons Na operando em água. O cátodo (fósforo negro/polianilina) e o ânodo (grafeno/CuO/MoS2) foram desenvolvidos e o próximo passo será encontrar o eletrólito adequado e preparar o dispositivo. As atividades desse projeto consistem, portanto, em avaliar diferentes composições para o eletrólito, prepará-las na forma de filmes auto-sustentados, caracterizar as amostras, e estudar a forma de incorporação nos eletrodos, visando a confecção do dispositivo final. (AU)

Com o intuito de desenvolver materiais flexíveis para uso como supercapacitores, absorvedores de radiação e controle térmico, pretende-se projetar moldes para produção de buckypapers por sistemas de filtração. O trabalho prevê também o aprendizado de técnicas de dispersão de nanotubos em conjunto com partículas micrométricas de carvão ativado

A necessidade de autonomia energética, como para os veículos híbridos, estimula pesquisas para otimização de baterias. Um tipo de bateria bastante comum são as de íons de lítio, e uma alternativa promissora para aumentar a capacidade de carga e a densidade de energia, bem como prolongar a ciclabilidade, é a substituição do recobrimento tradicional dos anodos com grafite por redes de nanofios semicondutores, em especial o Germânio. A capacidade de carga do Germânio é mais de quatro vezes maior que a do grafite e a difusão do Lítio no Germânio 400 vezes maior do que no Silício, além de maior condutividade. O uso de redes de nanofios, por sua vez, aumenta a capacidade de carga e garante maior estabilidade na variação de volume do processo de litiação-delitiação permitindo a realização de mais ciclos. Para que a rede de nanofios promova os benefícios esperados é necessário que estabeleçam contatos ôhmicos, que ofereçam baixa resistência ao transporte de carga e sejam resistentes à variação de volume por muitos ciclos. Nesse contexto, o objetivo deste projeto de pesquisa é a síntese de redes de nanofios de germânio pelo método vapor-líquido-sólido em áreas maiores que as usuais e em diferentes superfícies, especialmente naquelas utilizadas como coletores de corrente em baterias de íons de lítio, bem como o estudo das propriedades que favorecem a sua aplicação nos eletrodos de bateria: resistência, transporte eletrônico, capacidade de armazenamento, ciclabilidade. Espera-se, como resultado, o crescimento sistematizado e reprodutível de redes de nanofios de germânio com alta cristalinidade, diretamente nos coletos de corrente de anodos de baterias de íon-lítio, promovendo contatos de baixa resistência e estáveis, além de grande capacidade de carga e alta ciclabilidade em baterias.(AU)

O desenvolvimento de materiais para a deposição/dissolução reversível de Li tem ganhado mais atenção devido a possibilidade de se trocar o eletrodo negativo de grafite das baterias. Entretanto, a busca tem sido feita de forma sem considerar o tipo de bateria de lítio metálico em desenvolvimento. Por exemplo, usando eletrodos positivos convencionais, enxofre ou oxigênio tem um grande impacto na escolha do eletrólito na célula. Portanto, há uma necessidade de se desenvolver eletrólitos que garantam a deposição/dissolução de Li se dendritos mas que também seja compatível com o eletrodo positivo em uso.(AU)

O estado da arte em eletrólitos para baterias usa solventes orgânicos como meio para os íons alcalinos se moverem de um eletrodo ao outro. Por questões de segurança, há urgência em se mover destes eletrólitos líquidos para eletrólitos sólidos. Existem muitos eletrólitos poliméricos propostos para serem usados em baterias de íon-Li, mas o uso deles com Li metálico ainda precisa ser melhor entendido. Encontrar um eletrólito sólido apropriado para a eletroquímica de Li ajudará a estabelecer diferentes tecnologias, como baterias Li-metálico, Li-enxofre e Li-oxigênio.(AU)

O constante desenvolvimento de tecnologias de baterias, motiva o interesse de usá-las no Sistema De Distribuição De Energia Elétrica (SDEE). Apesar dos benefícios que podem prover ao SDEE, os investimentos em sistemas de baterias ainda são altos; portanto, o planejamento de sua alocação (em qual ponto da rede elétrica se conectará), dimensionamento (capacidade do módulo e potência do inversor) e operação (horários de absorção e injeção de energia) devem ser cuidadosamente avaliados. Embora diversos métodos tenham sido aplicados no planejamento de baterias no SDEE, aspectos importantes não considerados previamente como mudanças na geração renovável (e.g., aumento da conexão de Geradores Distribuídos (GD) e na carga (e.g., aumento do consumo e/ou mudança de perfil devido a fatores socioeconômicos) podem ser incorporados no processo de decisão com a aplicação de técnicas de análise espaço-temporal. Também podem ser considerados os conceitos de elasticidade técnica e econômica envolvidos na relação entre a presença de baterias e a integração de GD e da carga atrelada, já que os efeitos dessa relação elástica podem influenciar a alocação e o dimensionamento das baterias. Nesse contexto, este projeto de pesquisa propõe o desenvolvimento de um modelo de programação matemática para a alocação, dimensionamento e operação ótima de baterias no SDEE baseado em técnicas de análise espaço-temporal e conceitos de elasticidade. A pesquisa resultará em um método de suporte à decisão que considera as relações elásticas e a dinâmica espaço-temporal associada à interação entre baterias, integração de geração renovável e aumento da demanda que deve ser útil no planejamento do sistema de distribuição de energia elétrica. (AU)

A TECCER vem investindo esforços em uma nova área de inovações de novos materiais para baterias avançadas. Por meio da absorção de conhecimentos desenvolvidos por pesquisadores de grupos de P&D em baterias nas Universidades e Institutos de Ciência e Tecnologia, a TECCER está desenvolvendo rotas piloto de produção de novos materiais para diferentes aplicações em sua mini planta piloto instalada para a produção de materiais ativos de PbC-Supercapacitor, voltadas à indústria nacional de bateria de chumbo ácido. Estes novos materiais ativos, aplicados tanto para as placas negativas como para as positivas, permitem que as baterias funcionem em estágio parcial de carga com o aumento da vida útil, necessário para as novas demandas em baterias avançadas acopladas a energias renováveis. Esses materiais também aumentam a aceitação de carga das baterias de chumbo ácido necessária para o uso em sistemas de freios regenerativos dos novos carros híbridos que serão lançados no Brasil. Para a produção desses novos materiais, a TECCER utilizará a rota da incorporação de nanocompósitos com base em carbono e óxido de nióbio. Esses novos materiais ativos evitam a sulfatação das placas negativas com consequente aumento da sua vida útil, aumentam consideravelmente a aceitação de carga para demandas conhecidas como cargas rápidas, com melhor eficiência energética por meio do aumento da área eletroquimicamente ativa, e agem como um supercapacitor. São vários os desafios para as a rotas de desenvolvimentos, entre eles: I) eliminar contaminantes metálicos na superfície do carbono; II) sintetizar grupos funcionais de superfície; III) aumentar os sobrepotenciais de evolução de hidrogênio; IV) aumentar a condutividade eletrônica da massa ativa; V) aumentar a capacitância; VI) aumentar os tamanho dos poros no carbono; VII) melhorar a afinidade do carbono pelo chumbo; VIII) avaliar a interação com o componente orgânico da mistura do expansor em placas negativas; IV) avaliar a molhabilidade pela solução eletrolítica aquosa; X) aumentar a área eletroquimicamente ativa. O problema relatado desses novos materiais ativos com carbonos nanométricos é o aumento da evolução de gás H2, especialmente na placa negativa. Sendo assim, uma etapa importante do desenvolvimento é a adição de nanopartículas de óxidos metálicos inibidores dessas reações indesejáveis, como por exemplo os de nióbio. Esses materiais podem ainda exibir 'pseudocapacitância' e participar nos processos eletroquímicos para gerar incrementos na interação química entre o chumbo e o nanocarbono. A TECCER usará a estratégia de desenvolver esses produtos de tal forma que possam ser adaptados à produção latino-americana de baterias, com o propósito de abrir o mercado nacional tanto para a venda de aditivos como para transferências tecnológicas. (AU)