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Desenvolvimento de Novos Dispositivos Fotovoltaicos
Esta linha de pesquisa é dedicada ao desenvolvimento e estudo de novos materiais e dispositivos para aplicações fotovoltaicas, com o objetivo de aumentar a eficiência na conversão de energia solar em elétrica. Exploramos uma ampla gama de materiais avançados, como perovskitas, dicalcogenetos de metais de transição (TMDs), materiais 2D de carbono, moléculas orgânicas e polímeros condutores, buscando alternativas inovadoras para a geração de energia limpa e sustentável. Focamos no design, síntese e modelagem e simulação computacionais de materiais que possam atuar como doadores ou aceitadores de elétrons em células solares, otimizando todos os processos envolvidos na conversão de energia solar em energia elétrica. Esses processos são cruciais para alcançar uma eficiência superior em relação aos dispositivos fotovoltaicos tradicionais. Os materiais explorados em nossos estudos são promissores não apenas por suas propriedades estruturais e eletrônicas únicas, mas também por apresentarem vantagens como baixo custo de produção e menor impacto ambiental.
Desenvolvimento de Supercapacitores de Alto Desempenho
Esta linha de pesquisa é dedicada ao design, desenvolvimento e otimização de supercapacitores de alto desempenho, com foco no armazenamento eficiente de energia. Utilizamos materiais avançados, como óxidos metálicos, dicalcogenetos de metais de transição (TMDs), grafeno e outros materiais 2D, como os MXenes, além de polímeros condutores, para fabricar eletrodos com elevada capacidade de armazenamento e excelente estabilidade eletroquímica. Nosso objetivo é melhorar a densidade de energia e potência dos supercapacitores, buscando soluções que possam aliar alta eficiência energética a ciclos de vida longos. Empregamos técnicas de síntese de materiais e modelagem computacional para estudar os mecanismos de armazenamento de carga, visando otimizar os processos de adsorção e dessorção de íons nos eletrodos. Além disso, nossos estudos focam no desenvolvimento de eletrólitos que aumentem a estabilidade térmica e a segurança dos dispositivos. Essas inovações são essenciais para o avanço da próxima geração de sistemas de armazenamento de energia, com aplicações em setores como eletrônica portátil, veículos elétricos e sistemas de energia renovável.
Desenvolvimento de Baterias Avançadas
Nesta linha de pesquisa, investigamos o desenvolvimento de baterias de nova geração, com foco em aumentar a densidade energética, a durabilidade e a segurança desses dispositivos. Trabalhamos com uma ampla gama de materiais inovadores, incluindo materiais de óxidos metálicos, compostos de lítio e sódio, além de materiais 2D e polímeros condutores, para o desenvolvimento de eletrodos e eletrólitos com propriedades superiores. Nosso objetivo é criar baterias que ofereçam maior eficiência no armazenamento e na liberação de energia, com ciclos de carga mais longos e menor degradação. Fazemos uso de simulação computacional e técnicas experimentais de ponta para entender os mecanismos de armazenamento de íons e otimizar a transferência de carga dentro dos materiais ativos. Além disso, nossos estudos incluem o desenvolvimento de baterias com eletrólitos sólidos, que oferecem maior segurança em comparação com os eletrólitos líquidos convencionais, tornando-as adequadas para aplicações em veículos elétricos, redes de energia e dispositivos eletrônicos portáteis. Buscamos soluções sustentáveis e de alto desempenho que possam contribuir para o futuro das tecnologias de armazenamento de energia.
Design e Simulação Computacional de Novos Nanomateriais
Esta linha de pesquisa é dedicada ao design e à simulação computacional de novos nanomateriais com propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e mecânicas ajustáveis para uma ampla gama de aplicações tecnológicas. Utilizamos métodos avançados de modelagem, como a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e Dinâmica Molecular (MD), para investigar e prever o comportamento de materiais em escala nanométrica, como dicalcogenetos de metais de transição (TMDs), materiais 2D de carbono, nanofitas e estruturas porosas. Nosso objetivo é projetar nanomateriais com características específicas que possam ser utilizados em áreas como conversão e armazenamento de energia, eletrônica flexível, sensores, catalisadores e dispositivos biomédicos. Através de simulações precisas, exploramos como variações na estrutura atômica e composição química influenciam o desempenho dos materiais, proporcionando insights fundamentais que guiam o desenvolvimento experimental. A combinação de modelagem teórica e simulação computacional permite otimizar processos e prever novos fenômenos em nanomateriais antes mesmo de sua síntese experimental. Além disso, nossas pesquisas estão alinhadas com o desenvolvimento sustentável, buscando soluções com menor impacto ambiental e maior eficiência energética para tecnologias emergentes.