Soluções Verdes para a Purificação de Biogás: A Sinergia entre Líquidos Iônicos e Biochar derivado de casca de laranja

• Processo: 25/11675-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Alberto Follegatti Romero
• Beneficiário: Luis Alberto Follegatti Romero
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores associados: Bruna de Souza Moraes ; Murilo Leite Alcantara
• Assunto(s): Biocarvão Biogás Dióxido de carbono Líquidos iônicos Purificação Sulfeto de hidrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biochar | Biogás | Dióxido de carbono | líquidos iônicos | purificação | Sulfeto de Hidrogenio | Processos de Separação e purificação

Resumo

A crescente demanda por fontes de energia renovável tem consolidado o biogás como uma alternativa promissora. Entretanto, sua composição bruta - com altas concentrações de dióxido de carbono (CO2) e sulfeto de hidrogênio (H2S) - compromete o poder calorífico do gás e acarreta desafios significativos relacionados à corrosão de equipamentos e ao controle de emissões atmosféricas. A remoção dessas impurezas é, portanto, essencial para a obtenção de biometano com maior qualidade e para a ampliação de suas aplicações energéticas. Este projeto tem como objetivo investigar a interação sinérgica entre líquidos iônicos (ILs) e biochar derivado de cascas de laranja para o desenvolvimento de novos materiais híbridos voltados ao aprimoramento sustentável e eficiente do biogás. A combinação da alta área superficial e estrutura porosa do biochar com o ambiente químico ajustável e a seletividade dos líquidos iônicos é promissora para a criação de materiais com elevada capacidade de adsorção de contaminantes críticos presentes no biogás, especialmente o dióxido de carbono (CO2) e o sulfeto de hidrogênio (H2S). A pesquisa será focada na otimização das propriedades físico-químicas desses materiais, visando melhorar seu desempenho em processos de separação de gases, contribuindo para o avanço de tecnologias limpas voltadas à purificação de energia renovável. Esta proposta busca apoiar e ampliar as iniciativas do Centro Paulista de Estudos em Biogás e Bioprodutos - CP2B (Processo 24/01112-1), por meio da investigação de estratégias inovadoras para a intensificação da produção de biogás e biometano. Inicialmente, o projeto se concentrará na seleção de ILs com alto desempenho de captura de gás (CO2 e H2S), utilizando modelagem computacional baseada na abordagem COSMO-SAC. Os ILs selecionados serão sintetizados e caracterizados quanto às suas propriedades físico-químicas, com o objetivo de avaliar sua aplicabilidade em processos de purificação de biogás. Em seguida, esses líquidos iônicos serão incorporados a materiais carbonáceos derivados de resíduos cítricos industriais, resultando em materiais híbridos de baixo custo e reduzido impacto ambiental. Os adsorventes híbridos desenvolvidos serão caracterizados de forma abrangente, com análises de morfologia (SEM), estrutura química (XRD), área superficial específica (SSA/BET) e estabilidade térmica (TGA). Por fim, será avaliada a eficiência de adsorção dos materiais para a remoção de CO2 e H2S em condições simuladas de biogás. Espera-se que os resultados deste projeto contribuam significativamente para o avanço de tecnologias limpas, por meio do aprimoramento dos processos de purificação do biogás, da valorização de resíduos agroindustriais e do fortalecimento da sustentabilidade em sistemas de energia renovável. (AU)