Estudo de otimização da grande área eletroquímica ativa de nanocompósitos VACNT-GO e sua aplicação em deionização capacitiva

Resumo

Este projeto visa estudar e desenvolver compósitos de nanotubos de carbono verticalmente alinhados com óxido de grafeno (VACNT-GO) em superfícies de grandes áreas (até 70 X 300 mm2) que tenham alta capacitância específica. Pretende-se estudar a aplicação deste material em processos de deionização capacitiva (CDI de Capacitive De-Ionization), visando o tratamento de água pela remoção de íons poluentes (metais pesados, nitratos e nitritos, por exemplo). Dependendo da eficiência de deionização e dos parâmetros de eficiência energética, a serem obtidos, o estudo dessalinização da água salobra e, eventualmente, da água do mar, pode se tornar um dos objetivos do projeto. O estudo envolverá: (a) o crescimento de VACNT de alta qualidade cristalina a partir de processo CVD térmico com catalisador flutuante; (b) a análise do substrato de grande área adequado para a confecção de sistema de CDI, que tenha alta condutividade elétrica e baixa resistência de contato com os nanotubos, para redução das perda ôhmicas nos processos de carga e descarga de íons; (c) o estudo de métodos de oxidação que aumentem o volume de esfoliação dos VACNT, para a formação dos VACNT-GO; (d) o estudo de configurações de CDI que permitam o bombeamento capilar, aproveitando a característica de superhidrofilicidade da superfície do VACNT-GO, para fazer estudos de deionização em pequenos volumes, caracterizando um método de "lab on a chip" e (e) a construção de um sistema de CDI para avaliar a eficiência de deionização e a eficiência energética em um processo de dessalinização. (AU)