Desenvolvimento de célula eletroquímica para deionização capacitiva

• Processo: 20/12706-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de julho de 2021 - 31 de outubro de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Beneficiário: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Francisco Guilherme Esteves Nogueira ; Rafael Linzmeyer Zornitta
• Assunto(s): Técnicas eletroquímicas Deionização capacitiva Célula eletroquímica Tratamento de água
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: deionização capacitiva | Eletroquímica Ambiental | Reatores Eletroquímicos | Engenharia Eletroquímica

Resumo

A tecnologia de deionização capacitiva (DIC) baseia-se na remoção de íons através da sua captura e armazenamento na dupla camada elétrica formada quando dois eletrodos são polarizados. Devido ao baixo consumo energético e à facilidade de operação e manutenção, o interesse da comunidade científica pelo desenvolvimento desta tecnologia tem crescido exponencialmente na última década, vislumbrando aplicações para o tratamento de água (dessalinização e abrandamento) e tratamento de efluentes. Visando avançar no conhecimento da área, neste projeto de pesquisa propõe-se o desenvolvimento de uma célula eletroquímica para DIC. Entenda-se como desenvolvimento as seguintes etapas a serem abordadas: 1) Desenvolvimento de eletrodos de carvão ativado a partir da glicerina gerada no processo de produção de biodiesel; 2) estudo da configuração dos eletrodos quanto aos aspectos eletroquímicos (simetria, assimetria e uso de membrana) e de transferência de massa (flow-through e flow-by), e 3) projeto, construção e avaliação de uma célula DIC com design de engenharia para aplicação em deionização capacitiva, já prevendo sua aplicação em situações reais nas condições galvanostática, single-pass e considerando a variação da concentração na direção do fluxo. Abordando esses aspectos, busca-se obter uma célula DIC que garanta não só uma elevada taxa de remoção de íons, mas que também seja estável ao longo dos ciclos de eletrossorção/dessorção. Os fenômenos fundamentais a serem abordados neste projeto e que subsidiarão as escolhas a serem tomadas para a proposição da célula DIC se baseiam no entendimento do papel das propriedades estruturais, texturais e eletroquímicas do material e do eletrodo sobre a eficiência de carga, estabilidade e cinética do processo. O entendimento de como os aspectos hidrodinâmicos influenciam a transferência de massa e a eficácia do processo também serão abordados. (AU)

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)

JUCHEN, PATRICIA T.; BARCELOS, KAMILLA M.; OLIVEIRA, KAIQUE S. G. C.; RUOTOLO, LUIS A. M.. Using crude residual glycerol as precursor of sustainable activated carbon electrodes for capacitive deionization desalination. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 429, FEB 1 2022. (17/19838-5, 20/12706-9)