Navegando por Palavras-chave "Water-in-Salt"

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    Simulação de materiais com propriedades metálicas em eletrólitos
    (Universidade Federal de São Paulo, 2022-11-24) Silva, Isabel Amaral da [UNIFESP]; Siqueira, Leonardo José Amaral de [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4334197942669791; http://lattes.cnpq.br/4160745506966267
    Nas últimas décadas, o interesse por soluções mais sustentáveis de produção de energia tem aumentado, principalmente, visando soluções para controlar e diminuir os efeitos crescentes do aquecimento global antropogênico. Tal fato só reforçou a necessidade de armazenar energia para uso posterior. Entre os dispositivos de armazenamento de energia mais conhecidos e utilizados atualmente estão as baterias e/ou supercapacitores. Nesse contexto, eletrólitos aquosos superconcentrados (“Water-in-Salt Electrolyte”- WiSE) são uma solução alternativa eficiente, segura e ecologicamente mais correta para substituir eletrólitos de solventes orgânicos em dispositivos de armazenamento de energia. Ao se aumentar a concentração de sal em um eletrólito aquoso, a janela de estabilidade eletroquímica da solução superconcentrada aumenta em relação a eletrólitos aquosos pouco concentrados. Desta forma, os WiSE são considerados bons candidatos a eletrólitos para supercapacitores e podem ser combinados com diferentes tipos de eletrodos, por exemplo, carbetos de metais de transição com estruturas bidimensionais (2D), conhecidos como MXenes, que possuem excelente desempenho em termos de capacitância, quando utiliza dos como eletrodos. Nesta dissertação, apresentamos um estudo computacional detalhado de WiSEs confinados em eletrodos Ti3C2F2 planares e porosos, empregando simulações de dinâmica molecular (DM) com uma extensão do modelo de potencial constante (CPMχ) que considera as diferentes eletronegatividades para eletrodos heterogêneos. No caso dos eletrodos planares, realizamos uma comparação detalhada e quantitativa entre as propriedades calculadas para Ti3C2F2 e eletrodos de grafite usando técnicas de aprendizado não supervisionado para análise de dados. A análise mostrou que independentemente do WiSE e do tipo de eletrodo, os cátions carregam suas esferas de solvatação quando são atraídos pelo eletrodo negativo ou repelidos pelo eletrodo positivo e o comportamento das moléculas de água dentro das camadas mais próximas do eletrodo parece ser mais sensível à natureza química do eletrodo. Nos eletrodos porosos de Ti3C2F2 com fenda de 12,6 Å, o eletrólito NaClO4 proporciona maior acúmulo de carga que os demais WiSEs. Além disso, o mecanismo de carregamento dos eletrodos porosos com WiSEs de sódio muda completamente durante a simulação passando de um mecanismo inicial de adsorção de contra-íons para um mecanismo de dessorção de coíons em tempos mais longos.