Desenvolvimento de carvão ativado de lignina para uso como eletrodo em deionização capacitiva de soluções multicomponente

• Processo: 16/24684-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de julho de 2017
• Vigência (Término): 30 de junho de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Beneficiário: Rafael Linzmeyer Zornitta
• Supervisor: Volker Presser
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Saarland University, Saarbrücken, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 15/26593-3 - Dessalinização por deionização capacitiva: desenvolvimento de eletrodos e otimização do processo, BP.DR
• Assunto(s): Dessalinização Reatores eletroquímicos Adsorção (química)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adsorção | dessalinização | Eletroquímica Ambiental | Reatores Eletroquímicos | Engenharia Eletroquímica

Resumo

A escassez de água tem se tornado um problema cada vez mais grave nos últimos anos. Apesar da grande quantidade de água disponível no planeta, uma grande parte apresenta altas concentrações de sais, tornando-ainviável para consumo humano. Neste contexto, a deionização capacitiva (DIC) é uma tecnologia emergente de baixo custo que pode ser utilizada para dessalinização de águas salobras. A fim de tornar essa tecnologia factível, alguns desafios devem ainda ser superados, dentre eles a obtenção de um eletrodo de baixo custo que apresente alta capacidade de eletrossorção associada a uma rápida cinética de sorção e dessorção, levando o processo a apresentar eficiência elevada e um baixo consumo energético. Neste projeto de doutorado sanduíche (1 ano), pretende-se, pela primeira vez, desenvolver eletrodos de carvão ativado de lignina para utilização em deionização capacitiva. A lignina atualmente é um resíduo abundante e tem demonstrado ser um precursor ideal para obtenção de eletrodos com altas áreas superficiais específicas (ASE) com grande volume de mesoporos. Acredita-se que com a expertise e o auxílio do grupo do Prof. Presser poderão ser obtidos carvões ativados customizados e com características únicas para utilização em DIC. Os eletrodos serão avaliados em um processo de eletrossorção utilizando-se soluções multicomponente. Novamente, destaca-se a importância do estudo ser realizado no grupo do Prof. Presser, visto que este é, até onde sabe-se, o único grupo de DIC a ter um ICP-OES acoplado in line na saída da célula de DIC para a medida da concentração de íons em soluções multicomponente. Além disso, o estudo de soluções multicomponente é um passo fundamental para a utilização da tecnologia de DIC para tratamento de águas reais. (AU)

Publicações científicas

(4)

(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)

ZORNITTA, RAFAEL LINZMEYER; SRIMUK, PATTARACHAI; LEE, JUHAN; KRUENER, BENJAMIN; ASLAN, MESUT; MARTINS RUOTOLO, LUIS AUGUSTO; PRESSER, VOLKER. Charge and Potential Balancing for Optimized Capacitive Deionization Using Lignin-Derived, Low-Cost Activated Carbon Electrodes. CHEMSUSCHEM, v. 11, n. 13, p. 2101-2113, JUL 11 2018. (16/24684-4, 15/26593-3)

LEE, JUHAN; SRIMUK, PATTARACHAI; CARPIER, SIDONIE; CHOI, JAEHOON; ZORNITTA, RAFAEL LINZMEYER; KIM, CHOONSOO; ASLAN, MESUT; PRESSER, VOLKER. Confined Redox Reactions of Iodide in Carbon Nanopores for Fast and Energy-Efficient Desalination of Brackish Water and Seawater. CHEMSUSCHEM, v. 11, n. 19, p. 3460-3472, OCT 11 2018. (15/26593-3, 16/24684-4)

LEE, JUHAN; SRIMUK, PATTARACHAI; ZORNITTA, RAFAEL L.; ASLAN, MESUT; MEHDI, B. LAYLA; PRESSER, VOLKER. High Electrochemical Seawater Desalination Performance Enabled by an Iodide Redox Electrolyte Paired with a Sodium Superionic Conductor. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 7, n. 11, p. 10132-10142, JUN 3 2019. (16/24684-4, 15/26593-3)

LEE, JUHAN; SRIMUK, PATTARACHAI; ZWINGELSTEIN, ROSE; ZORNITTA, RAFAEL LINZMEYER; CHOI, JAEHOON; KIM, CHOONSOO; PRESSER, VOLKER. Sodium ion removal by hydrated vanadyl phosphate for electrochemical water desalination supplementary information (ESI) available. See DOI: 10.1039/c8ta10087j. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 7, n. 8, p. 4175-4184, FEB 28 2019. (16/24684-4, 15/26593-3)