@PHDTHESIS{ 2024:2029712639, title = {Investigação de Eletrólitos para Armazenamento de Energia: Uma Abordagem Multiescala Utilizando a Teoria do Funcional da Densidade, Dinâmica Molecular e o Método dos Elementos Finitos}, year = {2024}, url = "http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/2179", abstract = "Simulações computacionais desempenham um papel importante no avanço de novas tecnologias para dispositivos de armazenamento de energia (DAEs), como baterias e super-capacitores, uma vez que com elas conseguimos, por exemplo, prever propriedades dos materiais, facilitando o trabalho experimental, ou até entender características que não são acessíveis por meio de experimentos, como a estrutura molecular detalhada de um sistema. Diferentes métodos podem ser aplicados dependendo do tipo de estudo que se busca. Neste trabalho, três técnicas são utilizadas para estudar problemas relacionados a DAEs, com o objetivo de explorar diferentes aspectos dos sistemas eletroquímicos e entender como cada tipo de simulação pode ser utilizada no estudo desses sistemas. No primeiro trabalho, a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foi utilizada para investigar as características estruturais de líquidos iônicos que podem maximizar a janela de estabilidade eletroquímica de eletrólitos. Demonstramos que sistemas com altas janelas eletroquímicas podem ser obtidos com a combinação de cátions alifáticos ligados a grupos funcionais doadores de elétrons e ânions ligados a grupos funcionais receptores de elétrons. No segundo trabalho, a Dinâmica Molecular (MD) foi usada para avaliar a influência dos parâmetros (i) tamanho da caixa de simulação, (ii) número de simulações independentes, e (iii) fator de escala de carga nos resultados da simulção. Observamos que o tamanho da caixa e o número de simulações independentes não afetam significativamente propriedades estruturais; por outro lado, propriedades de transporte possuem uma forte dependência desses fatores. Além disso, foi verificado que fator de escala possui uma influência significativa em todos os parâmetros. Finalmente, no terceiro trabalho, o Método dos Elementos Finitos (FEM) foi utilizado para explorar a validade da equação de Poisson–Nernst–Planck para a descrição da dupla camada elétrica, formada na interface eletrodo/eletrólito. Demonstramos que a aproximação linear da equação de Poisson–Nernst–Planck (PNP) é adequada para baixos potenciais aplicados (≈ 25 mV), porém, para potenciais mais altos, a solução não linear da equação de PNP é necessária. Com este trabalho, pode-se verificar que para cada tipo de problema a ser estudado, um método computacional específico pode ser o mais adequado. Ademais, os métodos podem ser combinados para um entendimento mais aprofundado do sistema; essa combinação é chamada de simulação multiescala.", publisher = {Universidade Estadual do Centro-Oeste}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Química (Doutorado)}, note = {Unicentro::Departamento de Ciências Exatas e de Tecnologia} }