Um estudo computacional que acaba de ser publicado traz contribui\u00e7\u00f5es importantes para o desenvolvimento de novas baterias seguras e de alto desempenho. Realizado por uma equipe de pesquisadores do CINE junto a colaboradores da Universidade de Bonn (Alemanha), o trabalho investigou detalhadamente compostos que podem ser usados como eletr\u00f3litos em baterias de \u00edons de s\u00f3dio.<\/p>\n
Baseadas no s\u00f3dio, elemento abundante e bem distribu\u00eddo em todo o planeta, essas baterias s\u00e3o consideradas muito promissoras, principalmente para armazenar a energia excedente de parques solares e e\u00f3licos. Seu funcionamento se baseia no deslocamento de \u00edons de s\u00f3dio entre os eletrodos da bateria, atravessando o eletr\u00f3lito, durante a carga e a descarga do dispositivo.<\/p>\n
Entre os compostos mais estudados para conduzir esses \u00edons no eletr\u00f3lito est\u00e3o os l\u00edquidos i\u00f4nicos, uma fam\u00edlia de sais que se apresentam em estado l\u00edquido \u00e0 temperatura ambiente. Al\u00e9m de serem bons condutores de \u00edons, esses compostos, que n\u00e3o s\u00e3o inflam\u00e1veis, oferecem alta seguran\u00e7a \u00e0s baterias. Entretanto, a adi\u00e7\u00e3o de \u00edons de s\u00f3dio nesses l\u00edquidos leva ao aumento da viscosidade, o qual reduz a mobilidade dos \u00edons, piorando o desempenho do eletr\u00f3lito.<\/p>\n
Buscando superar essa limita\u00e7\u00e3o, pesquisadores do CINE investigaram uma s\u00e9rie de eletr\u00f3litos baseados em l\u00edquidos i\u00f4nicos de dois tipos: o apr\u00f3tico, que \u00e9 o mais usado nas pesquisas de eletr\u00f3litos, e o pr\u00f3tico, que tem menor custo e \u00e9 mais f\u00e1cil de produzir, mas tinha sido muito pouco estudado at\u00e9 o momento. A ideia foi adicionar sal de s\u00f3dio a esses compostos para melhorar a mobilidade dos \u00edons.<\/p>\n
\u201cO ponto principal neste trabalho foi avaliar o efeito do aumento da concentra\u00e7\u00e3o de sal de s\u00f3dio em um eletr\u00f3lito baseado em um l\u00edquido i\u00f4nico pr\u00f3tico e seu an\u00e1logo contendo um l\u00edquido i\u00f4nico apr\u00f3tico\u201d, resume Tuanan da Costa Louren\u00e7o, p\u00f3s-doutorando do CINE no IQSC-USP e autor correspondente do artigo que reporta este estudo.<\/p>\n
Para desenvolver o estudo, a equipe realizou simula\u00e7\u00f5es de din\u00e2mica molecular, m\u00e9todo computacional que descreve as intera\u00e7\u00f5es de \u00e1tomos e mol\u00e9culas. Usando dezenas de computadores em rede e software avan\u00e7ado, os autores resolveram as complexas equa\u00e7\u00f5es matem\u00e1ticas envolvidas nas simula\u00e7\u00f5es. No processo, foram utilizados recursos computacionais da USP, do Laborat\u00f3rio Nacional de Computa\u00e7\u00e3o Cient\u00edfica, localizado em Petr\u00f3polis (RJ), e da Universidade de Bonn.<\/p>\n
Os resultados mostraram que o aumento da concentra\u00e7\u00e3o do sal de s\u00f3dio muda a maneira em que os \u00edons do l\u00edquido i\u00f4nico se organizam e interagem uns com os outros. O trabalho tamb\u00e9m demonstrou que a magnitude dessa mudan\u00e7a depende da estrutura molecular dos \u00edons e da caracter\u00edstica pr\u00f3tica ou apr\u00f3tica do l\u00edquido i\u00f4nico.\u00a0\u00a0\u201cAl\u00e9m disso, observamos que em altas concentra\u00e7\u00f5es de sal de s\u00f3dio, h\u00e1 uma diminui\u00e7\u00e3o das for\u00e7as de intera\u00e7\u00e3o entre o \u00edon s\u00f3dio e o \u00e2nion dos eletr\u00f3litos, o que pode ser ben\u00e9fico para o funcionamento de uma bateria\u201d, diz Tuanan.<\/p>\n
Colabora\u00e7\u00e3o internacional<\/strong><\/p>\n Selecionar eletr\u00f3litos promissores para as baterias do futuro \u00e9 um dos objetivos do Programa Design Computacional de Materiais do CINE, que \u00e9 coordenado pelo professor Juarez L. F. Da Silva. Neste caso, o trabalho contou com a participa\u00e7\u00e3o de membros do programa ligados \u00e0 USP, bem como membros do grupo de pesquisa da professora Barbara Kirchner, da Universidade de Bonn, que se dedica \u00e0 modelagem de sistemas grandes e complexos envolvendo l\u00edquidos e suas interfaces.<\/p>\n \u201cA colabora\u00e7\u00e3o n\u00e3o apenas tornou poss\u00edvel o aprofundamento da discuss\u00e3o e conclus\u00f5es obtidas, mas tamb\u00e9m resultou no desenvolvimento de novas ferramentas, melhoria dos modelos utilizados no trabalho e novos trabalhos e colabora\u00e7\u00f5es\u201d, diz Tuanan, que passou 15 meses no grupo da professora Kirchner trabalhando neste estudo. Segundo ele, a experi\u00eancia tamb\u00e9m foi fundamental para a sua forma\u00e7\u00e3o e carreira de pesquisador, ao propiciar contato com novos cientistas e metodologias.<\/p>\n O estudo contou com financiamento da\u00a0Fapesp, Shell e Capes, de ag\u00eancias da Europa e do suporte estrat\u00e9gico da ANP.<\/p>\n Atualmente, a equipe cient\u00edfica est\u00e1 dando continuidade a esta pesquisa por meio de um segundo trabalho que visa entender como modular as intera\u00e7\u00f5es entre os \u00edons dos l\u00edquidos i\u00f4nicos para otimizar o desempenho da bateria.<\/p>\n Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:\u00a0<\/strong>Structural investigation of protic ionic liquid electrolytes with sodium salt using polarizable force fields<\/i>. Tuanan C. Louren\u00e7o, Paul Zaby, Luis G. Dias, Juarez L.F. Da Silva, Barbara Kirchner. Journal of Molecular Liquids. Volume 428, 15 June 2025, 127496.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1016\/j. Autores do artigo que s\u00e3o membros do CINE:<\/strong>\u00a0\u00a0Tuanan da Costa Louren\u00e7o (p\u00f3s-doc no IQSC-USP), Lu\u00eds Gustavo Dias (professor da Faculdade de Filosofia, Ci\u00eancias e Letras de Ribeir\u00e3o Preto – USP) e Juarez L. F. Da Silva (professor do IQSC-USP).<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Um estudo computacional que acaba de ser publicado traz contribui\u00e7\u00f5es importantes para o desenvolvimento de novas baterias seguras e de alto desempenho. Realizado por uma equipe de pesquisadores do CINE junto a colaboradores da Universidade de Bonn (Alemanha), o trabalho investigou detalhadamente compostos que podem ser usados como eletr\u00f3litos em baterias de \u00edons de s\u00f3dio. Baseadas no s\u00f3dio, elemento abundante e bem distribu\u00eddo em todo o planeta, essas baterias s\u00e3o…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":11833,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[131],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11778"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=11778"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11778\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11812,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11778\/revisions\/11812"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11833"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11778"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=11778"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=11778"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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