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Diferentes agendas europeias, incluindo a agenda Battery 2030, apontam para a necessidade do desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia de última geração que utilizem materiais sustentáveis e "amigos do ambiente", abundantes e recicláveis. Este projeto contribui para este objetivo através do desenvolvimento de uma nova geração de elétrodos de carbono de base biológica para esses dispositivos. O projeto visa a obtenção de um supercondensador assimétrico derivado da cortiça, um material renovável e "negativo" para o CO2. Esta abordagem é chave para mitigar a pegada de carbono associada com a próxima geração dos dispositivos de armazenamento de energia, essenciais à transição energética.
A crescente eletrificação da sociedade está a levar ao aparecimento de inúmeras aplicações cujo sucesso depende de dispositivos adaptados à aplicação final, tais como baterias e supercondensadores. Os supercondensadores atuais utilizam como elétrodos carvão ativado (CA) que, embora apresente uma baixa densidade energética, é um material vital para garantir as altas taxas de potência e ultra-ciclabilidade. Para a próxima geração destes dispositivos é consensual o desenvolvimento de materiais à base de carbono obtidos de fontes renováveis, que apresentem elevadas áreas específicas e alta retenção de capacidade e operem em eletrólitos "amigos do ambiente". Por outro lado, através do desenvolvimento de supercondensadores assimétricos, onde o elétrodo positivo é um híbrido carbono-óxidos de metais de transição, é possível aumentar a energia armazenada sem sacrifício da potência e ciclabilidade do dispositivo.
O CA pode ser obtido a partir da biomassa. Atualmente estão identificadas várias fontes como a celulose, algodão, resíduos de madeira, sementes, cascas, etc.
Cada uma destas fontes tem os seus méritos, mas o ajuste fino da textura (porosidade, morfologia e área superficial) e química superficial do CA final ainda se posicionam  |
Resumo
Diferentes agendas europeias, incluindo a agenda Battery 2030, apontam para a necessidade do desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia de última geração que utilizem materiais sustentáveis e "amigos do ambiente", abundantes e recicláveis. Este projeto contribui para este objetivo através do desenvolvimento de uma nova geração de elétrodos de carbono de base biológica para esses dispositivos. O projeto visa a obtenção de um supercondensador assimétrico derivado da cortiça, um material renovável e "negativo" para o CO2. Esta abordagem é chave para mitigar a pegada de carbono associada com a próxima geração dos dispositivos de armazenamento de energia, essenciais à transição energética.
A crescente eletrificação da sociedade está a levar ao aparecimento de inúmeras aplicações cujo sucesso depende de dispositivos adaptados à aplicação final, tais como baterias e supercondensadores. Os supercondensadores atuais utilizam como elétrodos carvão ativado (CA) que, embora apresente uma baixa densidade energética, é um material vital para garantir as altas taxas de potência e ultra-ciclabilidade. Para a próxima geração destes dispositivos é consensual o desenvolvimento de materiais à base de carbono obtidos de fontes renováveis, que apresentem elevadas áreas específicas e alta retenção de capacidade e operem em eletrólitos "amigos do ambiente". Por outro lado, através do desenvolvimento de supercondensadores assimétricos, onde o elétrodo positivo é um híbrido carbono-óxidos de metais de transição, é possível aumentar a energia armazenada sem sacrifício da potência e ciclabilidade do dispositivo.
O CA pode ser obtido a partir da biomassa. Atualmente estão identificadas várias fontes como a celulose, algodão, resíduos de madeira, sementes, cascas, etc.
Cada uma destas fontes tem os seus méritos, mas o ajuste fino da textura (porosidade, morfologia e área superficial) e química superficial do CA final ainda se posicionam como os principais desafios para a valorização destes materiais. A cortiça é um material de base biológica por excelência, extremamente abundante no Sul da Europa, barato e fácil de obter a partir dos resíduos da indústria da cortiça (cujo maior produtor mundial é Portugal) e que apresenta elevada porosidade e uma estrutura hierárquica única. Estas qualidades podem ser aproveitadas de forma vantajosa para a obtenção de CA com elevada área superficial e morfologia otimizada que servirá também como substrato para a funcionalização com materiais pseudocapacitivos. Dentro dos materiais pseudocapacitivos os óxidos e/ou hidróxidos de Mn destacam-se como um dos materiais de melhor desempenho para elétrodos de supercondensadores, aliado ao facto do manganês ser um material não tóxico e abundante.
Assim, o projeto CORKCap permitirá o desenvolvimento de uma nova geração de CA, eco-sustentável, derivado de cortiça e dos seus híbridos com MnO2 para elétrodos de supercondensadores assimétricos.
A equipa tem experiência comprovada em electroquímica, materiais, produção e funcionalização de materiais de carbono e armazenamento de energia e um grande histórico em materiais nanocompósitos para armazenamento de energia, produção de hidrogénio e eletrocatálise. Sem dúvida, uma equipa qualificada para conduzir este projeto inovador ao sucesso. |