Tinta catalisadora derivada de lignina para eletrodos de impressão

• Processo: 22/13184-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Acordo de Cooperação: Japan Science and Technology Agency (JST)
• Pesquisador responsável: Anuj Kumar
• Beneficiário: Anuj Kumar
• Pesquisador Responsável no exterior: Izabela Rzeznicka
• Instituição Parceira no exterior: Shibaura Institute of Technology, Omiya (SIT), Japão
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Andre Luis Ferraz ; Talita Martins Lacerda
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/08226-0 - Tinta catalisadora derivada de lignina para eletrodos de impressão, BP.PD
• Assunto(s): Biotecnologia industrial Hidroximetilfurfural Lignina Celulose Biomassa Cana-de-açúcar Tintas Furanos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Catalytic Ink | Cellulose | Furan di-carboxylic acid | Hydroxymethylfurfural | lignin | Sugarcane biomass | Biotecnologia industrial

Resumo

O objetivo geral do projeto é produzir tintas catalíticas e eletrodos de impressão usando biochar derivado de lignina para aumentar a eficiência das reações catalíticas. Os objetivos de pesquisa do grupo da EEL serão: a extração e recuperação eficientes de lignina de alta pureza (lignina kraft) e açúcares C6 da biomassa da cana-de-açúcar (bagaço e palha). Os açúcares C6 do hidrolisado serão transformados em 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) que será cataliticamente transformado em ácido furano di-carboxílico (FDCA). Os objetivos de pesquisa do grupo de Japão incluirão a produção de biochar a partir da lignina extraída e sua integração na produção de tinta catalítica. A tinta será usada para fazer eletrodos de impressão. A tecnologia de jato de tinta será usada para desenvolver eletrodos de impressão. Os eletrodos serão testados quanto à sua atividade catalítica na reação de evolução de oxigênio (OER), reações de redução de oxigênio (ORR) e na oxidação eletroquímica de 5-HMF em ácido furano di-carboxílico (FDCA). O potencial impacto científico do projeto de pesquisa incluirá 1) tecnologias para extrair lignina de alta pureza da biomassa da cana-de-açúcar; 2) caracterização em nível molecular de ligninas derivadas; 3) técnicas de produção de biochar; 4) produção de tinta catalisadora e eletrodos de impressão mostrando atividade para OER, ORR e FDCA. Se o biochar derivado da lignina tiver um bom desempenho como tinta catalítica, abrirão um mercado para o lingo-carbono que pode encontrar aplicação na indústria química e de baterias que fornece energia limpa e produtos químicos de valor agregado. A utilização eficiente da lignina contribuirá com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, fazendo uso de recursos naturais ricos em carbono. (AU)