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Tinta catalisadora derivada de lignina para eletrodos de impressão

Processo: 22/13184-1
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Data de Início da vigência: 01 de abril de 2023
Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
Acordo de Cooperação: Japan Science and Technology Agency (JST)
Pesquisador responsável:Anuj Kumar
Beneficiário:Anuj Kumar
Pesquisador Responsável no exterior: Izabela Rzeznicka
Instituição Parceira no exterior: Shibaura Institute of Technology, Omiya (SIT), Japão
Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Andre Luis Ferraz ; Talita Martins Lacerda
Bolsa(s) vinculada(s):23/08226-0 - Tinta catalisadora derivada de lignina para eletrodos de impressão, BP.PD
Assunto(s):Biotecnologia industrial  Hidroximetilfurfural  Lignina  Celulose  Biomassa  Cana-de-açúcar  Tintas  Furanos 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Catalytic Ink | Cellulose | Furan di-carboxylic acid | Hydroxymethylfurfural | lignin | Sugarcane biomass | Biotecnologia industrial

Resumo

O objetivo geral do projeto é produzir tintas catalíticas e eletrodos de impressão usando biochar derivado de lignina para aumentar a eficiência das reações catalíticas. Os objetivos de pesquisa do grupo da EEL serão: a extração e recuperação eficientes de lignina de alta pureza (lignina kraft) e açúcares C6 da biomassa da cana-de-açúcar (bagaço e palha). Os açúcares C6 do hidrolisado serão transformados em 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) que será cataliticamente transformado em ácido furano di-carboxílico (FDCA). Os objetivos de pesquisa do grupo de Japão incluirão a produção de biochar a partir da lignina extraída e sua integração na produção de tinta catalítica. A tinta será usada para fazer eletrodos de impressão. A tecnologia de jato de tinta será usada para desenvolver eletrodos de impressão. Os eletrodos serão testados quanto à sua atividade catalítica na reação de evolução de oxigênio (OER), reações de redução de oxigênio (ORR) e na oxidação eletroquímica de 5-HMF em ácido furano di-carboxílico (FDCA). O potencial impacto científico do projeto de pesquisa incluirá 1) tecnologias para extrair lignina de alta pureza da biomassa da cana-de-açúcar; 2) caracterização em nível molecular de ligninas derivadas; 3) técnicas de produção de biochar; 4) produção de tinta catalisadora e eletrodos de impressão mostrando atividade para OER, ORR e FDCA. Se o biochar derivado da lignina tiver um bom desempenho como tinta catalítica, abrirão um mercado para o lingo-carbono que pode encontrar aplicação na indústria química e de baterias que fornece energia limpa e produtos químicos de valor agregado. A utilização eficiente da lignina contribuirá com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, fazendo uso de recursos naturais ricos em carbono. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PEREIRA, ALZIRA APARECIDA; BATISTA, UBIRATAN DA SILVA; YAVERINO-GUTIERREZ, MARIO ALBERTO; ASCENCIO, JESUS JIMENEZ; FERRAZ, ANDRE; CHANDEL, ANUJ KUMAR. Microbial consortium enrichment with alkaline-treated eucalyptus kraft lignin promotes selective bacterial diversity. BIOMASS & BIOENERGY, v. 193, p. 10-pg., . (22/13184-1, 22/05214-8, 20/12559-6, 23/09410-9, 23/12273-3)
ASCENCIO, JESUS J.; MAGALHAES, LETICIA S.; FERREIRA, FABRICIO B.; HEINZ, OTTO; FERRAZ, ANDRE; CHANDEL, ANUJ K.. Surfactant-Enhanced Enzymatic Hydrolysis of Eucalyptus Kraft Pulp: The Interrelationship Between Lignin Reduction and Sugar Recovery. CATALYSTS, v. 15, n. 1, p. 18-pg., . (22/13184-1, 20/12559-6)
RAMOS, LUCAS; MALTEMPI-MENDES, GIOVANI; SIQUEIRA, ADRIANO FRANCISCO; NAPOLEAO, DIOVANA APARECIDA DOS SANTOS; CHANDEL, ANUJ KUMAR. Kinetic analysis of kraft lignin conversion via the Fenton process: process optimization and stochastic modelling. REACTION CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 10, n. 1, p. 11-pg., . (23/08226-0, 22/13184-1, 20/12559-6)