Busca avançada
Ano de início
Entree

Síntese eletrocatalítica de amônia via redução de nitrato: o papel do cobre e seus óxidos como catalisadores eficientes

Processo: 22/14169-6
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
Pesquisador responsável:Raphael Nagao de Sousa
Beneficiário:Raphael Nagao de Sousa
Pesquisador Responsável no exterior: Marta Costa Figueiredo
Instituição Parceira no exterior: Eindhoven University of Technology (TU/e), Holanda
Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:21/08868-6 - Eletrodos dissipativos tandem aplicados na redução de dióxido de carbono para formação de produtos C2+, AP.BIOEN.R
Assunto(s):Eletroquímica  Eletrocatálise  Conversão de energia  Amônia  Nitratos  Cobre  Catalisadores 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:amônia | Conversão de Energia | Eletrocatálise | óxidos de cobre | Eletroquímica

Resumo

A síntese eletrocatalítica de amônia a partir da redução de íons nitrato surgiu como uma tecnologia promissora para substituir o processo Haber-Bosch que demanda muita energia. A amônia pode ser sintetizada eletroquimicamente com eficiências e valores de taxa de formação interessantes e, quando acoplada a uma matriz energética sustentável, pode ser obtido um selo "verde". Entre vários metais, o Cu mostrou a etapa determinante da reação mais rápida na conversão de nitrato a nitrito, a mais alta taxa cinética de redução eletrocatalítica e fraca capacidade de evolução de hidrogênio em baixos sobrepotenciais. Ao combiná-lo com óxidos de Cu, observa-se uma excelente atividade e seletividade para a formação de amônia. Cálculos atomísticos relataram a estabilização do intermediário NOHad como o principal responsável pelo excelente desempenho na produção de amônia, passando por sucessivas etapas de redução até hidroxilamina e depois para amônia. Propomos neste projeto a eletrossíntese de amônia a partir da redução de íons nitrato em óxidos à base de Cu como eletrocatalisadores com diferentes composições de superfície e interior do material. A ideia se baseia na melhor compreensão do por quê o cobre e seus óxidos parecem catalisar a reação de forma eficaz. Para tanto, pretende-se aplicar técnicas in situ (FTIR e Raman) e on line (DEMS e GC) acopladas à célula eletroquímica a fim de monitorar os aspectos moleculares da reação e em combinação com a caracterização física do catalisador (TEM, XPS, XRD, AFM, etc), traçar uma estreita correlação entre as propriedades do material com a eletrocatálise da reação de redução de nitrato. A combinação sinérgica da experiência de ambos os proponentes deste projeto facilitará uma investigação mecanística mais profunda das reações de conversão de energia, visando o desenvolvimento de catalisadores mais eficientes e seletivos. Como resultado adicional, será fortalecida uma cooperação conjunta de longo prazo. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Mais itensMenos itens
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias ( ):
Mais itensMenos itens
VEICULO: TITULO (DATA)
VEICULO: TITULO (DATA)