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Cogeração de energia e produção de produtos de alto valor agregado a partir de subprodutos da biomassa

Processo: 18/16120-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de setembro de 2018
Vigência (Término): 30 de junho de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Adalgisa Rodrigues de Andrade
Beneficiário:Pedro Augusto Rossi de Camargo
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Assunto(s):Eletroquímica   Eletrocatálise   Cogeração de energia elétrica   Biomassa   Hidroximetilfurfural

Resumo

Moléculas contendo carbono proveniente da biomassa podem ser potenciais materiais para indústria química de transformação, uma vez que a biomassa é a única fonte não fóssil de carbono em larga escala. Neste contexto, propõe-se a investigação da oxidação eletroquímica do 5(hidroximetil) furfural -HMF- (C6H6O3) em meio ácido para estabelecer o mecanismo de oxidação com os possíveis produtos formados e o número de elétrons que podem ser empregados na cogeração de energia em dispositivos do tipo de células a combustível do tipo PEM. Serão utilizados catalisadores comerciais (ETEK) a base de platina (C/Pt, C/PtSn e C/PtRu) com composição nominal de 40 % de metal. Visando atingir um melhor aprendizado para um projeto de iniciação científica será realizada a caracterização física dos eletrocatalisadores por diversas técnicas: difração de raios X; microscopia eletrônica de varredura; energia dispersiva de raios X, microscopia eletrônica de transmissão para confirmar as informações sobre a estrutura do material, composição, tamanho e distribuição das partículas na superfície do carbono Vulcan. A caracterização eletroquímica da oxidação do HMF será realizada pelas técnicas de voltametria cíclica, cronoamperometria e cronopotenciometria. Além disso, a área eletroquimicamente ativa dos catalisadores será obtida por meio da técnica de CO-Stripping e adsorção de hidrogênio. Serão realizadas eletrólises em potencial controlado sistematicamente, variando o potencial aplicado, corrente, eletrólito de suport e concentração do HMF. A análise dos produtos formados será feita por HPLC, RMN e LC/MS. Testes em células a combustível com o HMF em meio ácido serão realizados para avaliar o desempenho eletrocatalítico e verificar a viabilidade da cogeração de energia e produtos de alto valor agregado. Finalmente será feita a quantificação dos produtos durante operação dos testes de células a combustível.