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Electrocatálise VI: aspectos fundamentais e aplicados em problemas emergentes e clássicos em conversão eletroquímica de energia

Processo: 19/22183-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de julho de 2020 - 30 de junho de 2025
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Edson Antonio Ticianelli
Beneficiário:Edson Antonio Ticianelli
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Fabio Henrique Barros de Lima ; Germano Tremiliosi Filho ; Hamilton Brandão Varela de Albuquerque ; Sydney Ferreira Santos
Pesq. associados:Denis Ricardo Martins de Godoi ; Joelma Perez
Bolsa(s) vinculada(s):20/11947-2 - Projetando electrocatalisadores: dos primeiros princípios às aplicações eficientes na geração de energia limpa, BP.PD
21/14163-5 - Eletrocatalisadores impregnados com líquidos iônicos para eletrorredução de dióxido de carbono, BP.PD
21/03263-9 - Redução Eletroquímica de CO2 para Produtos C1 e C2 sobre Catalisadores Formados por Complexos de Cobre com Potencial Comportamento Dinâmico entre Ligante-Cu2 e Cu Metálico, BP.DR
+ mais bolsas vinculadas 21/01268-3 - Modificações superficiais de filmes finos nanoestruturados de sulfeto de cobre: uma nova estratégia para aprimorar a geração de gás hidrogênio e redução de dióxido de carbono, BP.PD
21/01009-8 - Investigação de estruturas eletrocatalitícas de Fe-Nx/c para a reação de evolução de hidrogênio em meios ácidos e básicos, BP.IC
21/01869-7 - Investigação de selenetos de Ni e Co dopados com Ir e Ag como eletrocatalisadores das reações de evolução/redução de oxigênio e de evolução/oxidação de hidrogênio em meio alcalino, BP.DD
21/00908-9 - Atividade e estabilidade de eletrocatalizadores de óxido de manganês estabilizados por ligantes orgânicos para a oxidação da água, BP.DD
20/15632-6 - Síntese de novos materiais MXenes, BP.PD
18/10415-7 - Funcionalização de Eletrocatalisadores de Au com Ditiocarbamatos Derivados do Imidazol: Explorando a Junção Molecular como Estratégia para a Eletro-redução de Dióxido de Carbono., BP.PD
17/00433-5 - Desenho e síntese de electrocatalisador multifuncional sem metais em fios de fibra de carbono para redução de oxigênio e reações de desprendimento de oxigênio e hidrogênio, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Eletroquímica  Eletrocatálise  Eletrocatalisadores  Oxidação  Conversão de energia elétrica  Energia renovável 

Resumo

O rápido desenvolvimento tecnológico que tem sido verificado mundo atual elevou a demanda das energias elétrica/mecânica a níveis bastante acima da capacidade de sua geração exclusivamente a partir de fontes sustentáveis/renováveis. Isso implica que frações significativas da energia hoje utilizada são derivadas a partir de combustíveis fósseis, cuja consequência é o acentuado efeito negativo sobre o meio ambiente, um deles associado à liberação de dióxido de carbono na atmosfera, considerada uma das principais causas do aquecimento global. Dessa forma, há uma clara necessidade de remover continuamente esse poluente da atmosfera e de aprimorar o uso, particularmente no Brasil, de combustíveis renováveis à base de biomassa que levam emissão quase nula de carbono, e de desenvolver e aumentar a eficiência e a versatilidade de sistemas de conversão de energia elétrica gerada em turbinas fotovoltaicas, solares, eólicas e em sistemas hidráulicos. Consistentemente com essas diretrizes gerais, os principais objetivos deste projeto incluem investigações de processos eletrocatalíticos com o objetivo de melhorar a eficiência dos sistemas de conversão de energia relacionados a (i) redução eletroquímica de dióxido de carbono para "armazenar" energia elétrica e, ao mesmo tempo, gerar produtos com valor agregado, tais como hidrocarbonetos líquidos, olefinas, metano, ácido fórmico, metanol, etanol, etc.; (ii) processos de conversão de energia eletroquímica em eletrolisadores de água e de nitrogênio e em células de combustível, com o objetivo de melhorar a eficiência da conversão de energia elétrica em energia química armazenada em espécies transportadoras como hidrogênio molecular, ácido fórmico, syngas, amônia etc. e vice- versa; (iii) a eletrocatálise da oxidação de álcoois e outras moléculas e o desenvolvimento de células a combustível de álcool direto foto-assistidas movidas a energia solar, com foco na melhoria da compreensão dos processos básicos e aplicados relacionados à conversão de energia e síntese de produtos de valor agregado. Em todos os casos, diferentes tipos de eletrocatalisadores e fotoeletrocatalisadores maciços ou nanoestruturados serão investigados. Um objetivo importante é determinar os parâmetros que governam a atividade (foto)-eletrocatalítica, a estabilidade dos materiais, os mecanismos reacionais e as instabilidades cinéticas, para a construção de eletrolisadores/células de combustível inovadores e produção/utilização dos diferentes transportadores de energia. Sete pesquisadores experientes, assistidos por quatro técnicos de laboratório, formam a equipe permanente de pesquisadores. Espera-se que um grupo de aproximadamente 30 pesquisadores de pós-doutorado e estudantes de iniciação científica, mestrado e doutorado participe das atividades de pesquisa, enfatizando a alta prioridade dada à formação de recursos humanos altamente qualificados. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio::
Método permite esmiuçar reações eletroquímicas complexas 
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Publicações científicas (13)
(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)
DO REGO, ULISSES ALVES; SGARBI, RICARDO; LOPES, THIAGO; DOS SANTOS, CLENILTON COSTA; TANAKA, AURO A.; TICIANELLI, EDSON A.. Effect of Substrate and Pyrolysis Atmosphere of FeNx Materials on Electrocatalysis of the Oxygen Reduction Reaction. ELECTROCATALYSIS, v. 12, n. 5, p. 548-563, . (19/22183-6, 17/15304-6, 14/22130-6)
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CIAPINA, EDUARDO G.; DOS SANTOS, MONICA L.; SANTOS, RAYANA M. I. S.; PALOMBARINI, JULIO; JUNIOR, OSVALDO P. ALMEIDA; SANTANA, JESSICA C. C. DE CASTRO; MODESTO, DIEGO A.; LANFREDI, ALEXANDRE J. C.; SANTOS, SYDNEY F.. On the lattice dilation of palladium nanoparticles and a new methodology for the quantification of interstitials. Journal of Alloys and Compounds, v. 881, . (19/22183-6)
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VENTURINI, SEITI INOUE; ANTOLINI, ERMETE; PEREZ, JOELMA. Effect of CeO2 Presence on the Electronic Structure and the Activity for Ethanol Oxidation of Carbon Supported Pt. CATALYSTS, v. 11, n. 5, . (19/22183-6)

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