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Uma pesquisa realizada no CINE contribui para o desenvolvimento de supercapacitores de s\u00f3dio mais eficientes, seguros e dur\u00e1veis. Os resultados podem ajudar a encurtar o caminho at\u00e9 a comercializa\u00e7\u00e3o desses promissores dispositivos de armazenamento de energia.<\/p>\n
Atualmente, os supercapacitores comerciais utilizam \u00edons de l\u00edtio nos seus eletr\u00f3litos, mas o interesse em usar \u00edons de s\u00f3dio tem aumentado. De fato, esse elemento, que pode oferecer desempenho semelhante ao l\u00edtio, \u00e9 mais abundante e est\u00e1 melhor distribu\u00eddo no planeta, tornando os dispositivos mais sustent\u00e1veis e economicamente vi\u00e1veis, especialmente para aplica\u00e7\u00f5es em grande escala.<\/p>\n
Os supercapacitores se destacam entre os dispositivos de armazenamento de energia pela sua pot\u00eancia, que \u00e9 a velocidade com que conseguem carregar e entregar energia. Em virtude dessa caracter\u00edstica, eles s\u00e3o usados em ve\u00edculos eletrificados dentro de sistemas como a frenagem regenerativa, que transforma a energia cin\u00e9tica da desacelera\u00e7\u00e3o em eletricidade, e o\u00a0start-stop<\/i>, que desliga e religa automaticamente o motor em paradas r\u00e1pidas. Al\u00e9m disso, podem ser utilizados em redes el\u00e9tricas para estabilizar flutua\u00e7\u00f5es geradas pela intermit\u00eancia das energias solar e e\u00f3lica. Entretanto, os supercapacitores apresentam limita\u00e7\u00f5es com rela\u00e7\u00e3o \u00e0 sua densidade de energia, que \u00e9 a quantidade de eletricidade que pode ser armazenada em determinado peso ou volume.<\/p>\n
Neste trabalho, os autores demonstram que \u00e9 poss\u00edvel fazer um ajuste preciso das propriedades do supercapacitor mediante a sele\u00e7\u00e3o criteriosa do composto usado no eletr\u00f3lito para dissolver os \u00edons de s\u00f3dio. \u201cNo nosso estudo, ao utilizar misturas de diferentes solventes, conseguimos aumentar significativamente a densidade de energia dos supercapacitores\u201d, afirma Raissa Ven\u00e2ncio, que desenvolveu a pesquisa dentro do seu doutorado na UNICAMP, no contexto do CINE.<\/p>\n
O estudo tamb\u00e9m teve participa\u00e7\u00e3o de outros pesquisadores da\u00a0UNICAMP e de cientistas do Mackenzie, da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, do Instituto Eldorado, da Universidade Nova de Lisboa (Portugal) e do\u00a0CARISSMA Institute for Electric, Connected and Safe Mobility<\/em>\u00a0(Alemanha).<\/p>\n Durante a pesquisa, os autores produziram quatro tipos de solventes comumente usados em trabalhos com eletr\u00f3litos baseados em s\u00f3dio e montaram pequenos supercapacitores com cada um deles. O desempenho dos dispositivos foi estudado por meio de uma abordagem inovadora, que combinou t\u00e9cnicas cl\u00e1ssicas de caracteriza\u00e7\u00e3o eletroqu\u00edmica com espectrometria de massa eletroqu\u00edmica \u201coperando\u201d.<\/p>\n Dessa forma, a equipe conseguiu caracterizar os supercapacitores enquanto estavam funcionando, durante a carga e a descarga. \u201cMedimos quanta energia armazenam, qu\u00e3o r\u00e1pido carregam e descarregam, e como seu desempenho muda com o tempo\u201d, conta Raissa. Ao mesmo tempo, os autores monitoraram em tempo real a forma\u00e7\u00e3o de gases dentro do dispositivo – fen\u00f4meno relativamente comum em baterias e supercapacitores. \u201cSaber quais gases aparecem, quando e em que quantidade \u00e9 importante porque eles indicam desgaste, podem reduzir a vida \u00fatil e at\u00e9 representar riscos de seguran\u00e7a\u201d, explica a pesquisadora.<\/p>\n Essa abordagem permitiu n\u00e3o apenas verificar o desempenho dos supercapacitores, mas tamb\u00e9m compreender o motivo das falhas. \u201cIsso nos ajudou a entender como cada eletr\u00f3lito impacta o desempenho, estabilidade e vida \u00fatil,\u00a0permitindo orientar o desenvolvimento de dispositivos mais eficientes, seguros e dur\u00e1veis \u2014 tr\u00eas fatores essenciais para a comercializa\u00e7\u00e3o\u201d, diz Raissa.<\/p>\n De acordo com a pesquisadora, os eletr\u00f3litos estudados, por serem l\u00edquidos, poderiam ser incorporados facilmente em sistemas atualmente usados para produzir supercapacitores de l\u00edtio, ao passo que outras solu\u00e7\u00f5es promissoras, como eletr\u00f3litos s\u00f3lidos ou quase-s\u00f3lidos, exigiriam adapta\u00e7\u00f5es significativas no processo industrial. Al\u00e9m disso, segundo Raissa, alguns dos eletr\u00f3litos estudados podem ser produzidos por rotas simples e escal\u00e1veis, usando rejeitos de ind\u00fastrias nacionais petroqu\u00edmicas e de minera\u00e7\u00e3o. \u201cIsso poderia abrir um novo mercado no Brasil, aproveitando materiais locais para uma futura f\u00e1brica de baterias\u201d, expressa a pesquisadora.<\/p>\n Esta pesquisa contou com financiamento da Fapesp, Shell, CAPES, CNPq e FAPEMIG, al\u00e9m do suporte estrat\u00e9gico da ANP.<\/p>\n Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:<\/strong>\u00a0Raissa Ven\u00e2ncio, Manuel J. Pinz\u00f3n C, Jo\u00e3o Pedro Aguiar dos Santos, Isabela Galantini, Hugo Cruz, Carlos A. Rufino Jr., Gustavo Doubek, Lu\u00eds Branco, D\u00e9bora V. Franco, Leonardo M. Da Silva, Josu\u00e9 M. Gon\u00e7alves and Hudson Zanin.\u00a0Tailoring electrolyte solvation for improved Na-based supercapacitor efficiency: an operando characterization approach<\/em>.\u00a0J. Mater. Chem. A, 2026, 14, 5786-5805.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1039\/ Membros do CINE que participaram do trabalho:<\/strong>\u00a0Raissa Ven\u00e2ncio, Jo\u00e3o Pedro Aguiar dos Santos, Isabela Galantini, Carlos A. Rufino Jr., Gustavo Doubek, D\u00e9bora V. Franco, Leonardo M. Da Silva, Josu\u00e9 M. Gon\u00e7alves e Hudson Zanin.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Uma pesquisa realizada no CINE contribui para o desenvolvimento de supercapacitores de s\u00f3dio mais eficientes, seguros e dur\u00e1veis. Os resultados podem ajudar a encurtar o caminho at\u00e9 a comercializa\u00e7\u00e3o desses promissores dispositivos de armazenamento de energia. Atualmente, os supercapacitores comerciais utilizam \u00edons de l\u00edtio nos seus eletr\u00f3litos, mas o interesse em usar \u00edons de s\u00f3dio tem aumentado. 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