Dinâmica de íons de lítio em um ânodo de siliceno crescido por deposição de vapor usando potenciais de Morse e MEAM

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X86861

Palavras-chave:

Siliceno, Bateria de íon de lítio, Dinâmica molecular

Resumo

Siliceno, o análogo de silício do grafeno, foi teoricamente concebido como um material com grande potencial de aplicações, especialmente como anodo em baterias de íons de lítio. No entanto, a compreensão de seu comportamento como anodo ainda não está clara, uma vez que a pesquisa nessa área ainda está em sua fase preliminar. Além disso, estudos existentes não consideram defeitos comumente encontrados em folhas de siliceno, o que poderia potencialmente alterar seu comportamento como anodo. Nesse contexto, este estudo investiga a dinâmica de íons de Li em monocamada de siliceno defeituoso usando simulações de dinâmica molecular e dois potenciais interatômicos distintos: Morse e 2NN-MEAM. Os resultados mostram que, com ambos os potenciais, os íons de Li tendem a se posicionar no centro dos anéis de Si com seis ou mais elementos sem deformar significativamente a rede cristalina. No entanto, o potencial 2NN-MEAM causa deformação severa durante a difusão de Li em anéis com menos de cinco elementos, tornando impraticável investigar o siliceno como anodo. Em contraste, o potencial Morse permite manter a estrutura do siliceno. Contudo, durante a inserção de íons de Li no canal do anodo, adátomos de Si criam barreiras à difusão de Li, danificando a estrutura do siliceno. Esses resultados lançam incertezas sobre a viabilidade do uso de siliceno como anodo.

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Biografia do Autor

Alexandre Melhorance Barboza, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Engenheiro mecânico com distinção acadêmica Magna Cum Laude e doutor em modelagem computacional (doutorado direto) pela Universidade do Estado do Rio do Janeiro (UERJ). Possui conhecimento na área de dinâmica molecular direcionada a materiais nanocristalinos e bidimensionais, atuando principalmente no estudo dos mecanismos de deformação e propriedades termomecânicas empregando simulações atomísticas com o código LAMMPS.

Luis César Rodríguez Aliaga, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Possui graduação em Computacion e Informática pelo Instituto Tecnológico Manuel Gonzales Prada (1995), graduação em Física pela Universidad Nacional de Trujillo - Perú (1999), mestrado em Física pela Universidade Federal de São Carlos (2003) e doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (2007). Tem experiência na área de física de cerâmicas com ênfase em supercondutores, em Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Materiais Amorfos e Nano cristalinos, atuando principalmente nos seguintes temas: Vidros metálicos, critérios de amorfização, cristalização também como em física da queima de combustível nuclear, produtos de fissão e absorvedoras de nêutrons, Desenvolvimento tecnológico de ligas avançadas metaestáveis e simulação em dinâmica molecular.

Daiara Fernandes de Faria, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

É Professora de Física no Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro desde 2015. Possui Graduação (12/2008), Doutorado direto (01/2014) e Pós-doutorado (2014-2015) em Física pela Universidade Federal Fluminense. Durante o doutorado participou de dois estágios de doutorado sanduíche, o primeiro na Ohio University (2011-2012) e o segundo na Freie Universität Berlin (2013). Atua em pesquisa em Física da Matéria Condensada. Tem interesse na simulação computacional de transporte eletrônico em materiais. Investiga propriedades eletrônicas de materiais bidimensionais usando formalismos Hamiltonianos na escala do contínuo e eletrônicos.

Ivan Napoleão Bastos, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Graduado em Engenharia Metalúrgica pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1991), mestre em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1994) e doutor em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1999). Pós-doutorado pelo Institut National Polytechnique de Grenoble - França. Professor titular da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Pesquisador de produtividade em pesquisa do CNPq desde 2008. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em corrosão, atuando principalmente nos seguintes temas: corrosão, aço inoxidável, técnicas eletroquímicas aplicadas à corrosão, corrosão sob esforços mecânicos. 

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Publicado

2024-11-04

Como Citar

Barboza, A. M., Aliaga, L. C. R., Faria, D. F. de, & Bastos, I. N. (2024). Dinâmica de íons de lítio em um ânodo de siliceno crescido por deposição de vapor usando potenciais de Morse e MEAM. Ciência E Natura, 46(esp. 1), e86861. https://doi.org/10.5902/2179460X86861

Edição

v. 46 n. esp. 1 (2024): ERMAC e ENMC

Seção

Edição Especial 1

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