Ultra capacitores : um estudo do desempenho de fortes correlações iônicas, aplicando Teoria Funcional da Densidade.

Abstract

A crescente demanda por dispositivos eletrônicos de alta eficiência e baixa degradação ambiental resultou, nas últimas décadas, na busca de alternati- vas para substituir os disopositivos de armazenamento usuais. Nesse sentido, dispositivos ultra-capacitores vêm ganhando crescente destaque devido às suas propriedades únicas, que os diferem de capacitores e baterias tradicionais. Esses sistemas são capazes de armazenar uma quantidade de energia muito superior à de capacitores usuais. Além disso, podem transferir essa energia de forma muito mais rápida e sustentável quanto comparados a baterias tradicionais. Apesar de seu rápido desenvolvimento e absorção em diversos ramos da in- dústria e tecnologia, muitos aspectos e propriedades desses sistemas precisam ainda de aprimoramentos e otimizações com vista em aplicações em diversas áreas da nano-tecnologia.Tendo em vista essas necessidades, o presente traba- lho tem por objetivo propor uma modelagem teórica capaz de elucidar o papel desempenhado por fortes correlações iônicas presentes nesses sistemas. Para isso, propomos um modelo que introduz efeitos de correlações eletrostáticas na teoria de Poisson-Fermi (PF), através da ideia de “buracos de correlação”, similares às exclusões posicionais no modelo de rede. Nossos resultados são comparados aos modelos tradicionais de Poisson-Boltzmann (PB) e PF, além de resultados obtidos no contexto da Teoria clássica do Funcional de Densidade (cDFT). Com isso, conseguimos destacar os papéis desempenhados pelas dife- rentes correlações em diversos níveis de aproximação, bem como seus efeitos nas curvas de capacitância desses dispositivos.