Projetos de Pesquisa
2025 - Atual: Novos materiais compósitos piezoelétricos livres de chumbo (PVA/PVDF/BaTiO3) para geração de energia elétrica a partir de ondas mecânicas.
Descrição: O Amazonas, com mais de 1,5 milhões de km, é o maior estado da federação brasileira, com uma área total que supera a soma dos territórios de países altamente desenvolvidos como Alemanha, França, Reino Unido e Japão. Este vasto estado abriga ainda a maior floresta tropical e o maior ecossistema do planeta. No entanto, há uma grande disparidade entre a capital Manaus e muitas das cidades e comunidades autóctones. Essa desigualdade se deve em grande parte à dificuldade de fornecimento e distribuição de bens e serviços essenciais, como a energia elétrica. Embora as chamadas energias verdes tenham sido exploradas como alternativas, a intermitência dessas fontes limita seu uso nessas regiões. Uma alternativa viável poderia ser a utilização do efeito piezoelétrico direto para converter energia mecânica em energia elétrica. No entanto, o principal material empregado nesse processo é o PZT o qual é baseado em chumbo. Isto faz com que seu uso venha sendo questionado nos últimos anos levando a procura de novos materiais como alternativa. Diante desse cenário, este projeto propõe a criação de um novo compósito piezoelétrico flexível e livre de chumbo (PVDF/PVA/BaTiO3), com o objetivo de testar e desenvolver protótipos capazes de converter energia mecânica em energia elétrica de baixa potência. Essa energia pode ser utilizada, entre diferentes aplicações, para alimentar pequenos dispositivos eletrônicos em áreas de difícil acesso na Amazônia. Para isso, o projeto pretende utilizar nanopartículas de titanato de bário sintetizadas por meio de moagem de alta energia e síntese sonoquímica, as quais serão incorporadas a uma matriz polimérica de PVDF/PVA. Além disso, será realizada uma correlação entre as propriedades elétricas e mecânicas dos compósitos processados, com o objetivo de aprimorar suas propriedades físicas e químicas, bem como aumentar a sensibilidade e a eficiência na conversão de energia dos materiais a serem utilizados em um protótipo de conversão de energia.
2024 - 2025: Encontro de Materiais para Baterias de Estado Sólido no Amazonas (MSSB-Am)
Descrição: O Encontro sobre Materiais para Baterias de Estado Sólido no Amazonas (MSSB-Am) concentra-se principalmente ematrair pesquisadores que estão conduzindo estudos relevantes no campo das baterias de estado sólido. Este evento está programado para acontecer na capital do Estado do Amazonas e recebeu apoio financeiro da FAPEAM. Além disso, é de grande interesse para os centros de pesquisa públicos e privados da região, como UFAM, UEA, IFAM, INDT, IPDEC e outras instituições. Vale ressaltar que também existe interesse por parte de universidades de outras regiões do país, como o Nordeste, o Centro e o Centro-Oeste. A conferência serve como uma plataforma excepcional para a apresentação de novos materiais e tendências no campo das baterias de estado sólido. O público-alvo inclui pesquisadores de várias partes do mundo, diversos campos e regiões dentro do país, bem como estudantes de graduação e pós-graduação e empresas localizadas no polo industrial de Manaus. Além disso, o evento pode desempenhar um papel significativo na formação de parcerias internacionais que aprimorarão os esforços de pesquisa nos programas de pós graduação relacionados à região norte do país. Finalmente o congresso oferece uma oportunidade notável para apresentar soluções de energia ecologicamente amigáveis.
2024 - 2025: Meeting on Materials for Energy Applications in Amazonas (MMEA-Am)
Descrição: O tema energético está se tornando cada vez mais relevante na sociedade moderna. A utilização de sistemas eficientes de conversão e armazenamento de energia, como células solares e baterias de estado sólido, tornou-se uma questão de interesse global. Países como Estados Unidos, Canadá, Japão e alguns países da Comunidade Europeia lideram as pesquisas nessa área. No entanto, no Brasil, ainda não há uma política voltada nessa direção, o que tem dificultado o desenvolvimento e o crescimento das pesquisas relacionadas às baterias de estado sólido. Nesse contexto, o 'Meeting on Materials for Energy Applications in Amazonas (MMEA-Am)' pretende reunir pesquisadores de diferentes partes do mundo, para promover a interação com a comunidade científica e estudantes do Amazonas. Através de palestras, apresentações e reuniões de trabalho, entre outras atividades, o evento busca estabelecer e fortalecer parcerias internacionais que facilitem a participação de pesquisadores e estudantes em laboratórios internacionais especializados no tema de dispositivos de conversão e armazenamento de energia. Essa iniciativa beneficiará diretamente diversos programas de pós-graduação do estado, como o PPGCEM, PPGFIS, PPGQ, entre outros. Além disso, a proposta visa fortalecer a cooperação internacional com países vizinhos, como a Argentina. Essa colaboração trará melhorias tanto diretas quanto indiretas na qualidade de vida das comunidades envolvidas nos projetos de pesquisa voltados para a área de materiais avançados e suas aplicações. Além disso, essa iniciativa possibilitará a capacitação de recursos humanos e o desenvolvimento de novas tecnologias para serem utilizadas pelas empresas do polo industrial do Amazonas. Com o MMEA-Am, espera-se impulsionar o avanço científico e tecnológico no campo de dispositivos de conversão e armazenamento de energia, estabelecer parcerias duradouras entre pesquisadores e instituições internacionais, fortalecer a formação acadêmica e profissional dos estudantes e contribuir para o desenvolvimento sustentável da região, através da promoção de energias mais limpas e eficientes. Essa iniciativa é de extrema importância para o Brasil, uma vez que a transição para fontes de energia mais sustentáveis é fundamental para enfrentar os desafios ambientais e climáticos que o mundo enfrenta atualmente. É essencial que o país se engaje em pesquisas e desenvolvimento de tecnologias avançadas nessa área, a fim de garantir um futuro mais verde e sustentável para as próximas gerações.
2024 - 2025: Baterias de estado sólido produzidas a partir de eletrólitos flexíveis à base de íons (Li, Na).
Descrição: O desenvolvimento de baterias de estado sólido é atualmente um foco de interesse mundial. Pesquisas recentes têm se voltado para o uso de materiais compósitos como parte dos componentes dessas baterias. Nesse contexto, os eletrólitos flexíveis, que combinam as propriedades mecânicas dos materiais poliméricos com a condução iônica de inorgânicos à base de Li e Na, têm despertado grande interesse. Essas baterias com tais características são consideradas o futuro dessa categoria de dispositivos. Esta proposta visa a partir de uma estancia de pesquisa na Universidad Nacional de Tucuman, Argentina, caracterizar membranas flexíveis compostas pela incorporação de inorgânicos condutores iônicos à base de Li e Na em matrizes poliméricas usando PVA e PVDF. Serão controlados alguns parâmetros, como a concentração de cada material, espessura das membranas, tempo de secagem, entre outros. As amostras serão produzidas principalmente por meio dos métodos de síntese de evaporação por solvente e por eletrofiação. Diversas caracterizações dos compósitos serão realizadas, incluindo análises estruturais (DRX, Raman, FTIR), morfológicas (MEV), térmicas (DSC), elétricas (Impedância complexa) e mecânicas (testes de tração). A intenção é alcançar valores de condutividade iônica entre 10-3 a 10-6 S/cm, que são recomendados para esse tipo de aplicação. Diferentes tipos de protótipos de baterias de íon lítio e sódio, obtidos a partir dos eletrólitos flexíveis, serão caracterizados eletroquimicamente. É interessante destacar que os estudos já estão em andamento, e alguns resultados preliminares têm sido obtidos nos últimos anos. Por fim, cabe ressaltar que este projeto apresenta um grande potencial de aplicação tecnológica e desenvolvimento de patentes.
2024 - Atual: Move La América - AUXPE
Descrição: O projeto Move La América - AUXPE tem como objetivo geral promover o intercâmbio acadêmico e cultural de estudantes latino-americanos no Brasil, fortalecendo a integração regional e o compartilhamento de conhecimentos entre os países da América Latina. Por meio de programas estruturados de mobilidade, a iniciativa busca facilitar o acesso de estudantes estrangeiros às universidades brasileiras, oferecendo suporte acadêmico e social, além de fomentar parcerias entre instituições de ensino superior da região. O projeto incentiva o aprendizado mútuo, a construção de redes colaborativas e a troca de saberes e inovação, ampliando horizontes acadêmicos e culturais. Além disso, o Move La América - AUXPE contribui para o fortalecimento da cooperação regional, promovendo a diversidade cultural, o diálogo intercultural e a formação de uma comunidade acadêmica mais conectada e integrada, visando o desenvolvimento sustentável da educação e da ciência na América Latina.
2024 - Atual: Amazônia Sustentável: Geração, Armazenamento, Distribuição de Energia Renovável, Redes Inteligentes e Baterias de Segunda Vida.
Descrição: Este projeto visa desenvolver e implementar soluções integradas para a geração, armazenamento e distribuição de energia renovável na Amazônia, utilizando tecnologias inovadoras, como baterias de estado sólido, baterias de segunda vida e redes inteligentes. O objetivo é promover a inclusão energética de comunidades remotas, reduzir a dependência de combustíveis fósseis e tecnologias estrangeiras, e fomentar o desenvolvimento socioeconômico sustentável da região, respeitando suas particularidades ambientais e geográficas. O projeto é caracterizado por sua natureza multidisciplinar, envolvendo a colaboração de diversas instituições da Amazônia, como a UFAM, IFAM, UFPA, UFRR, UFMT e UNIFAP e outras entidades de pesquisa e desenvolvimento tecnológico. A proposta reúne especialistas de diferentes áreas, incluindo engenharia elétrica, ciência de materiais, física, química, tecnologias da informação e comunicação para abordar os desafios energéticos de forma inovadora. Além disso, o projeto conta com uma ampla rede de colaboração que integra parceiros estratégicos nacionais e internacionais, fortalecendo o intercâmbio de conhecimentos, técnicas avançadas de caracterização de materiais e o desenvolvimento conjunto de soluções tecnológicas. Essa rede colaborativa é essencial para o avanço do conhecimento científico e tecnológico e para a formação de recursos humanos especializados, garantindo que os resultados alcançados tenham impacto significativo no contexto local e global.
2024 - Atual: Produtos Químicos Inovadores de Base Biológica ou Mediante Reciclagem para uma Indústria Automotiva Verde.
Projeto certificado pela empresa KEMIA TRATAMENTO DE EFLUENTES LTDA em 25/07/2024.
Descrição: A Lei n 13.755, de dezembro de 2018, Rota 2030 busca "apoiar o desenvolvimento tecnológico, a competitividade, a inovação, a segurança veicular, a proteção ambiental, a eficiência energética e a qualidade de carros, caminhões, ônibus, chassis de motores e autopeças". Nesse sentido, a presente proposta visa criar um Centro de Inovações Abertas para Múltiplas Aplicações Verdes (I?AM Verde), de referência internacional. I?AM Verde funcionará como uma rede interdisciplinar e interinstitucional capaz de viabilizar a interação sinérgica entre as comunidades científico-acadêmicas, empresarial e governamental, com potencial indutor e revolucionador de políticas públicas, que garantam uma cadeia produtiva-comercial de produtos químicos mais seguros, com tangíveis benefícios socioeconômicos e ambientais. Para tanto, a equipe interdisciplinar de I?AM Verde levantou a hipótese de que a indústria automobilística brasileira precisa incorporar, de forma consistente, estratégias e protocolos de bioeconomia circular para gerar menos impacto negativos socioeconômicos e ambientais. O projeto I Am Verde pretende mostrar que é viável e lucrativo desenvolver mecanismos estratégicos teórico-práticos para acelerar uma transição da cadeia produtiva automobilística brasileira, de um modelo econômico linear/tradicional para um modelo de bioeconomia cíclica. Para tanto, I? AM Verde visa desenvolver um protótipo de biorrefinaria integrada- combinando processos físicos, químicos, enzimáticos e microbiológicos - para biotransformação de biomassa agrícola em biopolímeros e fibras têxteis biossintéticas para componentes automotivos mais leves, antibacterianos, auto limpantes e anticorrosivos, com consequente desenvolvimento da bioeconomia cíclica do tucumã na região amazônica. Coletivamente, as iniciativas de desenvolvimento da biorrefinaria funcionarão como uma plataforma para: Capacitar profissionais, referente ao impacto positivo da bioeconomia circular na melhoria das cadeias produtivas associadas à indústria automobilística, visando à abertura de novos mercados nacionais e internacionais. Capacitar gestores e atores da cadeia de produção automotiva e áreas associadas sobre empreendedorismo e inovação aberta, visando uma indústria automobilística brasileira disruptiva e sustentável. Demonstrar a viabilidade e importância da indústria automobilística para o desenvolvimento e fortalecimento de outras cadeias produtivas nacionais (agronegócio, têxtil e reciclagem especializado).Analisar técnica e economicamente a extração de polímeros renováveis (ex: celulose e lignina) do endocarpo do Tucumã-do-amazonas e outras fontes de biomassa. Desenvolvimento de filmes poliméricos renováveis, com potencial anticorrosivo, e comercialmente viável à base do endocarpo do Tucumã-do-amazonas e outras fontes de biomassa. Descarbonização da indústria automobilística brasileira, via incorporação progressiva do modelo de bioeconomia circular. Desenvolver novas tecnologias para produção de compósitos biopoliméricos, bio-nanoestruturados com múltiplas funcionalidades, que aumentarão a diversidade e qualidade de produtos nacionais na cadeia de fornecedores do setor automotivo incluindo máquinas agrícolas e rodoviárias autopropulsadas. Verificar a viabilidade econômica e tecnológica da biorrefinaria integrada, para reciclagem de plásticos e produção de alternativas energéticas, que diminuía o consumo energético do processo de reciclagem. Estimular o surgimento de novas empresas de base tecnológica (Startup), geradoras de inovações que impulsionam a transição da indústria automobilística brasileira para um modelo de bioeconomia circular, com sustentabilidade e competitividade internacional.
2023 - 2025: Processamento e estudo de nanopartículas cerâmicas para aplicação em dispositivos de conversão e armazenamento de energia
Descrição: A crescente demanda de tecnologias e bens de consumo têm gerado uma quase incontrolável poluição ambiental. Diversas são as causas que geram problemas ambientais, dentre elas, a emissão de gases de efeito estufa, durante a geração de energia, recebe especial atenção. A fim de atender a estratégia de energia de baixo carbono definida para 2050 e à medida que a demanda global de energia aumenta, o armazenamento de energia está se tornando mais importante agora do que em qualquer outra época da história. Desenvolver dispositivos de armazenamento de energia eficientes, mais econômicos e seguros pode resultar na descarbonização do sistema energético. Desta forma, nesta proposta objetiva-se a obtenção e caraterização de materiais para Células solares e Baterias de estado sólido com a finalidade de desenvolver um protótipo de conversão e armazenamento de energia renovável. Espera-se que ao final do projeto se tenha domínio para o desenvolvimento de novas fontes de energia com baixo impacto ambiental, promovendo a descentralização da produção de energia, diminuindo a dependência de tecnologia estrangeira, com o desenvolvimento de produtos com alto valor agregado e a capacitação de recursos humanos. Pretende-se ainda consolidar a cooperação entre as Univ. Federal de Sergipe/Univ. Federal do Amazonas e o National University of Tucuman, na Argentina. Finalmente, a atração de setores da indústria eletroeletrônica para possíveis parcerias e consequente transferência de tecnologia, aproveitando os incentivos da Zona Franca de Manaus, pode proporcionar um importante avanço para a indústria e população Brasileira.
2023 - 2024: Compósitos piezoelétricos flexíveis livres de chumbo para conversão de energia e alimentação de sistemas de segurança ambiental na Amazônia
Descrição: Os diversos problemas de poluição ambiental e a crescente necessidade de um uso racional dos recursos que ainda temos vêm aumentando a preocupação pelo desenvolvimento de fontes de energia cada vez mais amigáveis. Essas fontes de energia chamadas de energia limpa incluem o uso de energias renováveis, de materiais e dispositivos livres de metais pesados como o chumbo, entre outros. Nesse contexto, a Amazônia tem atraído especial interesse a nível mundial como a maior reserva de floresta e biodiversidade do mundo. Devido à sua grande extensão e às limitações geográficas nos últimos anos, esta região vem sendo muito afetada por diversos fatores negativos que, longe de recuar, aumentam de maneira alarmante a cada ano. Entre estes aspectos, podem ser mencionados contrabando de animais, madeira, garimpos, queimadas acidentais ou provocadas, dentre outros. Como resultado disto, se faz necessário e urgente, mecanismos mais aprimorados e de menor dependência estrangeira para o controle e monitoramento da área extensa e de difícil acesso que engloba toda esta região. Os sistemas de monitoramento usados atualmente empregam baterias que dificilmente são substituídas após o esgotamento devido às dificuldades de acesso aos locais onde eles são instalados. Uma possível alternativa seria o uso do efeito piezoelétrico direto para a conversão de energia mecânica em energia elétrica, porém uma boa parte dos materiais utilizados são cerâmicos ebaseados em chumbo. Como desvantagem, as cerâmicas são geralmente quebradiças e o chumbo é um metal pesado, sendo necessárias pesquisas direcionadas a resolver estes problemas. Levando em consideração esse cenário, este projeto propõe a preparação de compósitos piezoelétricos flexíveis livres de chumbo, para testar e desenvolver protótipos capazes de converter energia mecânica em energia elétrica de baixa potência, que pode ser empregada, entre outras coisas, para a alimentação de sistemas de monitoramento em áreas de difícil acesso na Amazônia. Para isso, se pretende sintetizar nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3) dopado com elementos terras raras (Ln) por meio de moagem de alta energia e síntese sonoquímica, as quais devem ser adicionadas a uma matriz polimérica de PVDF. Pretende-se ainda fazer uma correlação entre as propriedades elétricas e mecânicas dos compósitos processados a fim de chegar ao aprimoramento das condições de obtenção, sensibilidade e conversão de energia do protótipo.
2023 - Atual: Baterias de estado solido íon Na+ produzidas a partir de compósitos flexíveis usados como eletrólitos
Descrição: O desenvolvimento de eletrólitos flexíveis para baterias de estado solido vem despertando grande interesse. Estes combinam a condução iônica de materiais inorgânicos com as propriedades mecânicas dos polímeros. As baterias de estado sólido de íon sódio se consideram como o futuro deste tipo de dispositivos. O sódio é muito mais abundante e de menor custo do que o lítio. Entre as diferentes ideias que podem ser abordadas está o emprego de membranas flexíveis para sua aplicação como eletrólitos sólidos. Este projeto propõe a obtenção de membranas flexíveis compostas pela incorporação de diferentes sais e óxidos de sódio em três matrizes poliméricas: PVA, PEO e PVDF. Diferentes estudos serão realizados em função do tipo de polímero usado e dos materiais inorgânicos com base no íon Na+. Outros parâmetros a serem considerados serão a concentração de cada material inorgânico e espessura das membranas, obtidas pelos métodos de sínteses de evaporação por solvente e por eletrofiação. Diferentes caracterizações: estruturais (DRX, Raman, FTIR), morfológica (MEV), térmica (DSC), elétricas (Impedância complexa) e mecânicas (testes de tração) dos compósitos serão realizadas. Sendo assim, pretende-se verificar em quais condições serão obtidos os melhores valores de condução iônica, visando valores entre 10-3-10-6 S/cm, para essas amostras ser usado como eletrólito de um protótipo de bateria de estado sólido íon sódio. Por último, o protótipo de bateria de íon sódio a partir do eletrólito flexível será caracterizado eletroquimicamente por técnicas de voltametria cíclica e cronopotenciometria.
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