Reforma Eletrocatalítica de Lignina em Meio Alcalino: Estudo da Cinética e Mecanismos para Maior Produção de Hidrogênio

Resumo

A emissão antropogênica do dióxido de carbono (CO2) não é balanceada pelos ciclos biogeoquímicos, ocasionando o acúmulo desse gás e, por consequência, interferindo na mudança climática. O uso da biomassa como combustível auxiliaria na minimização desse problema, pois o CO2 gerado na utilização dessa fonte de energia é equivalente à quantidade de carbono fixado durante o ciclo de vida dos vegetais. Porém, grande parte da energia gerada pela queima desse material é perdida devido às limitações de eficiência de uma máquina térmica. Uma alternativa mais eficiente seria, então, a utilização de métodos eletroquímicos para a reforma da biomassa e consequente produção de combustíveis de alto poder energético, como o gás hidrogênio. A lignina, um biopolímero aromático responsável por grande parte da composição da biomassa, é uma candidata a esse processo. Sua oxidação, além da consequente produção de H2 como contra produto, também gera diversas moléculas aromáticas interessantes para produção de compostos químicos. O estudo dessa reação é raro na literatura, fato provavelmente associado à complexidade do processo. Por esse motivo, a presente proposta se dispõe a estudar de maneira fundamental o mecanismo e a cinética da oxidação dos monômeros e dímeros mais comuns da lignina como moléculas modelo para avançar no conhecimento científico-tecnológico dessa área. Para tanto, eletrocatalisadores de aço inoxidável, níquel e cobalto serão testados e investigados em meio alcalino. Os materiais serão caracterizados antes e depois da utilização. Dados eletroquímicos serão obtidos utilizando diversas técnicas e a geração/consumo de intermediários será acompanhada por técnicas espectroeletroquímicas na região do ultravioleta-visível e do infravermelho.