Supercapacitores se destacam entre as tecnologias de armazenamento de energia pela sua pot\u00eancia (a velocidade com que conseguem carregar e entregar energia) e pela sua vida \u00fatil (a quantidade de ciclos de carga e descarga que podem oferecer). Todavia, esses dispositivos s\u00e3o limitados quanto \u00e0 densidade de energia, que \u00e9 a quantidade de eletricidade que s\u00e3o capazes de armazenar.<\/p>\n
No contexto do CINE, pesquisadores da UNIFESP ligados ao programa de Ci\u00eancia Computacional de Materiais e Qu\u00edmica t\u00eam se somado aos esfor\u00e7os de outros cientistas do mundo com o objetivo de superar essa limita\u00e7\u00e3o. Usando m\u00e9todos computacionais que conseguem descrever sistemas em n\u00edvel at\u00f4mico, eles estudaram o desempenho de supercapacitores cujos eletr\u00f3litos s\u00e3o formados por l\u00edquidos i\u00f4nicos (compostos i\u00f4nicos, tamb\u00e9m chamados de sais, que t\u00eam a particularidade de serem l\u00edquidos \u00e0 temperatura ambiente). Entre outros resultados, os autores conclu\u00edram que a densidade energ\u00e9tica desses dispositivos pode ser bem pr\u00f3xima \u00e0 das baterias de \u00edons de l\u00edtio. O trabalho foi recentemente reportado em artigo <\/a>\u00a0do peri\u00f3dico Electrochimica Acta.<\/p>\n O eletr\u00f3lito, vale lembrar, \u00e9 o componente do supercapacitor, geralmente l\u00edquido, que fica confinado entre os eletrodos. Quando um potencial \u00e9 aplicado no dispositivo (ou seja, quando o supercapacitor \u00e9 ligado na tomada), os eletrodos polarizam, adquirindo carga positiva e negativa, respectivamente. Nesse momento, uma camada de \u00edons de carga oposta passa a aderir \u00e0 superf\u00edcie de cada eletrodo. E nessa intera\u00e7\u00e3o entre os \u00edons do eletr\u00f3lito e a superf\u00edcie do eletrodo, gera-se a corrente el\u00e9trica desejada.<\/p>\n \u201cO que chama a aten\u00e7\u00e3o da comunidade cient\u00edfica para os l\u00edquidos i\u00f4nicos no contexto de supercapacitores \u00e9 a grande estabilidade qu\u00edmica que alguns deles possuem\u201d, conta o professor Leonardo J. A. Siqueira<\/a>\u00a0(UNIFESP), pesquisador associado no CINE e coautor do trabalho. \u201cEsta propriedade permitiria a constru\u00e7\u00e3o destes dispositivos de armazenamento de energia com elevada densidade de energia\u201d, completa o cientista.<\/p>\n No trabalho publicado na Electrochimica Acta, os autores usaram simula\u00e7\u00f5es de din\u00e2mica molecular para avaliar a pot\u00eancia e a densidade energ\u00e9tica de supercapacitores formados por eletrodos porosos, os quais oferecem maior capacidade de armazenar cargas gra\u00e7as \u00e0 sua grande \u00e1rea superficial, e eletr\u00f3litos de l\u00edquidos i\u00f4nicos. Eles exploraram as possibilidades com dois l\u00edquidos i\u00f4nicos diferentes, tanto puros quanto misturados em diferentes propor\u00e7\u00f5es, e com eletrodos porosos e n\u00e3o porosos.<\/p>\n \u201cMostramos que supercapacitores contendo l\u00edquidos i\u00f4nicos e eletrodos porosos com poros uniformes de 1 nan\u00f4metro podem armazenar quase a mesma quantidade de energia que uma bateria de \u00edon l\u00edtio como aquelas que est\u00e3o em nossos notebooks e celulares\u201d, diz o professor Siqueira.<\/p>\n Al\u00e9m disso, os autores conclu\u00edram que o mecanismo f\u00edsico pelo qual os supercapacitores armazenam carga muda em decorr\u00eancia do volume dos \u00edons e da maneira como interagem com o eletrodo. \u201cEletr\u00f3litos formados por \u00edons pouco volumosos e com baixa viscosidade contribuem para que o supercapacitor tenha maior capacidade de armazenar energia sem comprometer o desempenho em termos de pot\u00eancia\u201d, afirma Siqueira.<\/p>\n O trabalho abre possibilidades no desafio de desenvolver dispositivos capazes de armazenar energia reunindo velocidade de carga e densidade energ\u00e9tica – uma demanda que se torna mais importante perante a necessidade crescente de se armazenar eletricidade proveniente de fontes renov\u00e1veis. “Os l\u00edquidos i\u00f4nicos ainda possuem um elevado custo, mas, com a produ\u00e7\u00e3o em escala, o seu custo pode vir a diminuir e ser uma realidade em supercapacitores e baterias”, comenta o professor Siqueira.<\/p>\n A pesquisa foi realizada dentro do mestrado de Pedro Henrique de Lima Ferreira<\/a> e do doutorado de Abner Massari Sampaio<\/a>, ambos sob orienta\u00e7\u00e3o de Siqueira, e contou com apoio financeiro da FAPESP, Shell e Capes, al\u00e9m do suporte estrat\u00e9gico da ANP.<\/p>\n Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:<\/strong> Energy and power performances of binary mixtures of ionic liquids in planar and porous electrodes by molecular dynamics simulations.<\/strong><\/em> Pedro H.L. Ferreira, Abner M. Sampaio, Leonardo J. A. Siqueira. Electrochimica Acta. Volume 410, 1 April 2022, 139982. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.electacta.2022.139982.<\/a><\/p>\n Autores do artigo que s\u00e3o membros do CINE:<\/strong> Leonardo J. A. Siqueira (professor da UNIFESP) e Abner Massari Sampaio (doutorando).<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Supercapacitores se destacam entre as tecnologias de armazenamento de energia pela sua pot\u00eancia (a velocidade com que conseguem carregar e entregar energia) e pela sua vida \u00fatil (a quantidade de ciclos de carga e descarga que podem oferecer). Todavia, esses dispositivos s\u00e3o limitados quanto \u00e0 densidade de energia, que \u00e9 a quantidade de eletricidade que s\u00e3o capazes de armazenar. 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