Uma abordagem high-throughput combinatorial no estudo de ligas metálicas e seus respectivos calcogenetos para aplicação na reação de redução foto-/eletroquímica do CO2

• Processo: 18/03156-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Fabio Henrique Barros de Lima
• Beneficiário: Francisco Willian de Souza Lucas
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/16930-7 - Eletrocatálise V: processos eletrocatalíticos de interconversão entre as energias química e elétrica, AP.TEM
• Assunto(s): Eletrocatálise Fotoeletroquímica Ligas metálicas Calcogeneto Dióxido de carbono Fotossíntese artificial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Célula a combustível de ácido fórmico | Eletrocatálise | Espectrometria de massas eletroquímica diferencial | fotossíntese artificial | Reação de redução de CO2 | Eletroquímica de Materiais

Resumo

A crescente elevação na concentração do CO2 atmosférico (gás relacionado ao efeito estufa e às mudanças climáticas) tem incentivado a busca por métodos de fixação desse poluente. Nos últimos anos, a foto-/eletro-redução do CO2 tem sido destacada como promissora, uma vez que além de consumir este gás, ainda produz moléculas combustíveis ou reagentes, como hidrocarbonetos, álcoois e ácidos carboxílicos. Diversos materiais têm sido empregados nessa reação, porém, apesar do grande avanço dessa área, ainda existe uma grande lacuna na literatura sobre o emprego e entendimento da foto-/eletrocatálise em ligas metálicas (binárias e ternárias) e de calcogenetos. Devido à existência de inúmeros materiais que podem apresentar interessantes performances, o uso da abordagem "High-Throughput" Combinatorial (HTC) na obtenção de ligas metálicas, e de seus respectivos calcogenetos, para aplicação na reação de redução foto-/eletroquímica de CO2 é o objetivo central desse projeto. HTC é uma metodologia alternativa aos experimentos convencionais "um-por-um", apresentando várias vantagens, como: acelerada otimização experimental, menor custo e acesso rápido a uma ampla variedade de materiais. No desenvolvimento desse projeto, serão escolhidos materiais que apresentem indícios de seletividade da foto-/eletro-redução de CO2 a ácido fórmico, uma vez que é considerada uma das rotas mais lucrativa e factível. Assim, serão estudadas ligas binárias e ternárias de Sn com: Sb (não reportando na literatura, apesar da similaridade química), In, Bi, Ag ou Zn. Essas também serão submetidas a tratamentos termoquímicos para a formação dos respectivos calcogenetos (óxidos, selenetos e teluretos). Após obtenção de filmes com destacável performance, como prova de conceito, será fabricado um reator de redução de CO2 acoplado a uma célula a combustível a ácido fórmico direto, ou um reator de fotossíntese sintética. (AU)

Publicações científicas

(6)

(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)

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COSTA, MAGNO BARCELOS; LUCAS, FRANCISCO W. S.; MASCARO, LUCIA HELENA. Improvement of electrodeposited Sb(2)Se(3)thin film photoelectroactivity by cobalt grain boundary modification. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 8, n. 27, p. 13742-13753, JUL 21 2020. (17/11986-5, 18/16401-8, 18/03156-5, 17/21365-8)

LUCAS, FRANCISCO W. S.; LIMA, FABIO H. B.. Electrodeposited Tin-Antimony Alloys as Novel Electrocatalysts for Selective and Stable Carbon Dioxide Reduction to Formate. CHEMELECTROCHEM, v. 7, n. 18, p. 10-pg., 2020-08-13. (19/22183-6, 16/13323-0, 18/03156-5, 13/16930-7)

DE ARAUJO, MOISES A.; LUCAS, FRANCISCO W. S.; MASCARO, LUCIA H.. Effect of the electrodeposition potential on the photoelectroactivity of the SnS/Sb2S3 thin films. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 24, n. 2, p. 11-pg., 2020-01-30. (16/12681-0, 13/07296-2, 18/16401-8, 18/03156-5)