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Eletrocatalisadores impregnados com líquidos iônicos para eletrorredução de dióxido de carbono

Processo: 23/17801-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Edson Antonio Ticianelli
Beneficiário:Alan Massayuki Perdizio Sakita
Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:19/22183-6 - Electrocatálise VI: aspectos fundamentais e aplicados em problemas emergentes e clássicos em conversão eletroquímica de energia, AP.TEM
Assunto(s):Eletroquímica   Eletrocatálise   Eletrolisador   Gás de síntese   Líquidos iônicos   Dióxido de carbono
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Célula alimentada por Gás | Eletrocatálise | eletrolisador | gas de sintese | líquidos iônicos | Redução eletroquímica de CO2 | Eletroquímica

Resumo

O projeto aborda a transformação do dióxido de carbono (CO2) em moléculas de maior interesse econômico como resposta crucial aos desafios das mudanças climáticas. A neutralização líquida das emissões de CO2 tornou-se uma prioridade, destacando as tecnologias eletroquímicas de conversão como uma abordagem promissora. Estas utilizam energia elétrica para reduzir o CO2 a produtos valiosos, como o gás de síntese (monóxido de carbono e hidrogênio), que pode ser aproveitado na produção de combustíveis sintéticos. No entanto, para viabilizar o emprego da conversão eletroquímica de CO2, é necessário alcançar elevadas densidades de corrente em baixas diferenças de potenciais da célula, demandando tanto o desenvolvimento de novos catalisadores quanto a avaliação em células eletroquímicas que apresentem baixa resistividade. Neste projeto, catalisadores previamente preparados e caracterizados (Fe-N-C, Cu-N-C, Ag e Pd suportados em carbono) serão empregados em células do tipo eletrolisador alimentado por gás. Tal célula será construída e adaptada para receber um eletrodo de referência, o que possibilitará analisar as reações químicas do cátodo separadamente. Estudos in-situ por espectroscopia de absorção de raios X e operando por analisador de gases com detector de espectrometria de massas permitirão avaliar a faixa de potencial e a influência do microambiente nos produtos formados. A durabilidade, seletividade e eficiência energética do processo global serão acompanhadas utilizando cromatografia gasosa online. Modificações na superfície dos catalisadores por diferentes Líquidos Iônicos hidrofóbicos e com elevada solubilidade para CO2 serão avaliadas nas mesmas configurações, e suas estrutura e natureza química serão correlacionadas em relação à sua atividade/seletividade para a formação de produtos. (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)
PAGANIN, VALDECIR A.; SAKITA, ALAN M. P.; LOPES, THIAGO; TICIANELLI, EDSON A.; PEREZ, JOELMA. Uncovering Key Parameters in Perfluorosulfonic Acid (PFSA) Membrane Fuel Cells to Enhance Performance. MEMBRANES, v. 15, n. 3, p. 15-pg., . (19/22183-6, 23/17801-8)
SAKITA, ALAN M. P.; TICIANELLI, EDSON A.. The role of cation exchange membrane characteristics in CO2 electrolysis to CO using acid anolyte. Electrochimica Acta, v. 509, p. 9-pg., . (23/17801-8, 19/22183-6, 21/14163-5)