Eletrodos dissipativos tandem aplicados na redução de dióxido de carbono para formação de produtos C2+

• Processo: 21/08868-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Raphael Nagao de Sousa
• Beneficiário: Raphael Nagao de Sousa
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Auxílio(s) vinculado(s): 23/02841-4 - Eletrodos de Co3O4/CuO/Cu para redução eletroquímica de nitrato, AP.R; 22/14169-6 - Síntese eletrocatalítica de amônia via redução de nitrato: o papel do cobre e seus óxidos como catalisadores eficientes, AP.R SPRINT
• Assunto(s): Eletroquímica Sistemas complexos Auto-organização Conversão de energia Eletrocatálise Materiais dissipativos Redução de CO2
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Auto-Organização | Conversão de Energia | Eletrocatálise | Materiais Dissipativos | Redução de CO2 | Sistemas Complexos | Eletroquímica

Resumo

Propõe-se neste projeto uma rota de síntese bio-inspirada de materiais dissipativos, criados em condições afastadas do equilíbrio termodinâmico, como catalisadores paradigmáticos para a produção de portadores densos de energia a partir da redução eletroquímica do dióxido de carbono. Os materiais serão sintetizados na interface sólido/líquido por reações não-lineares de eletrodeposição, visando induzir um maior nível de complexidade e propriedades emergentes as quais não são obtidas por métodos sintéticos usuais. Ênfase será dada no desenho e controle de uma estruturação de fases segregadas em microescala, entre cobre e ouro, prata ou zinco, por exemplo, a fim de induzir uma reação catalítica em tandem (ou cascata). Nessa estratégia, monóxido de carbono será produzido no metal secundário e sequencialmente dimerizado em sítios ativos de cobre formando moléculas com múltiplos átomos de carbono. As propriedades eletrônicas e estruturais do material dissipativo serão avaliadas por espectroscopias de raios-X e técnicas avançadas de microscopia, sendo intrinsecamente correlacionadas com a distribuição de produtos. Espera-se criar novos catalisadores, com fácil escalonamento, que supere os benchmarks no estado-da-arte para redução eletroquímica de dióxido de carbono. (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)

MESSIAS, IGOR; PINTO, MARIA R.; ROVEDA, ANTONIO C.; QUEIROZ, ADRIANA C.; LIMA, FABIO H. B.; NAGAO, RAPHAEL. Electrochemical mass spectrometry study of the pyridine/pyridinium in the CO2 electroreduction reaction on copper electrodes. Electrochimica Acta, v. 436, p. 8-pg., 2022-11-02. (14/50279-4, 17/11986-5, 19/22183-6, 16/13323-0, 21/08868-6, 19/08244-2)

PARMA, EDUARDO; COSTA, GABRIEL F.; NAGAO, RAPHAEL. Modeling Li-Ion Battery Voltage Oscillations and the Impact of Exchange Current Density on Oscillation Properties. Journal of Physical Chemistry C, v. 126, n. 29, p. 7-pg., 2022-07-14. (16/01817-9, 20/12632-5, 19/18847-6, 21/08868-6, 17/11986-5)