Publicação: Simulação computacional de compósitos a base de óxido de grafeno e polímeros para aplicação em célula a combustível
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
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O óxido de grafeno reduzido (rGO) revestido por poli(estireno sulfonato de sódio) (PSS) forma nanoplacas estáveis denominadas GPSS. Este compósito carregado negativamente permite a fabricação de filmes LbL layer-by-layer com propriedades de barreira interessantes para a aplicação em células a combustível de metanol direto (DMFCs). Evidências experimentais indicam que a membrana de eletrólito polimérico responsável pela a condução de prótons quando revestida por filmes ultrafinos baseados em GPSS pode reduzir o envenenamento de metanol e aumentar a densidade de potência das células. Nesse contexto, o objetivo de nossos estudos é entender como o GPSS pode bloquear o metanol sem reduzir o transporte de prótons e água do eletrodo para a membrana do eletrólito. Neste trabalho foram utilizado métodos de simulações de Dinâmica Molecular com o intuito de estudar a estrutura e propriedades dos compósitos do GPSS separadamente. Para o GO, foi investigado as propriedades dos funcionais de oxigênio e a estabilidade da folha em diferentes graus de oxidação. Para o PSS os objetivos das simulações foram validar o campo de força, analisar o comportamento estrutural do polímero e suas interações com a água e metanol. Observou-se que os funcionais de oxigênio do GO são responsáveis pelo o enrugamento da folha e a carbonila é o grupo funcional que apresenta maior estabilidade. Nas simulações com duas cadeias de PSS com fração de sulfonação f = 0,5, foi observada a criação de regiões hidrofóbicas e corredores hidrofílicos devido a interação do SO³ com a água. Também foi observado que o metanol e a água possuem interações parecidas com o PSS criando possíveis pontes de hidrogênio com o SO³.
Abstract
Palavras-chave
Óxido de grafeno, Graphene oxide, Simulação de dinâmica molecular, Molecular dynamics simulation, Polímeros, Polymers, DMFC, DMFC
Citação
ALMEIDA, João Felipe da Silva. Simulação computacional de compósitos a base de óxido de grafeno
e polímeros para aplicação em célula a combustível. 2022. 37 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022.
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