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Sensores de gás à base de compósitos de carbono provenientes da reação de decomposição catalítica do metano

Processo: 19/11058-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2019
Vigência (Término): 31 de outubro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Diogo Paschoalini Volanti
Beneficiário:Olavo Micali Perrone
Instituição-sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:18/01258-5 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos, AP.TEM
Assunto(s):Carbono   Sensores de gases   Decomposição   Metano   Temperatura ambiente   Sustentabilidade

Resumo

O presente projeto visa à utilização de Compósitos à Base de Carbono (CBC) proveniente da decomposição catalítica do metano (CH4’ C + 2 H2) para serem aplicados como sensores de gás. Sensores de gás são dispositivos relativamente simples e portáteis que podem diagnosticar doenças ou detectar contaminações em ambientes ou alimentos de forma rápida e eficaz. Entretanto, o desafio é desenvolver sensores que funcionem bem na temperatura ambiente, com elevada sensibilidade e seletividade a um analito, resposta rápida, estabilidade e reprodutibilidade, abrindo espaço para uma ampla investigação do tema. O CBC proposto para uso como sensor neste projeto é um coproduto da produção de hidrogênio a partir do metano, a escolha do metano se deve ao seu baixo custo, fácil obtenção e também como forma de fixar o carbono do metano evitando sua liberação para atmosfera. Para que o CBC possua propriedades elétricas necessárias para sua aplicação como sensor, a deposição do carbono na superfície do metal catalisador durante a reação deve ser de forma lenta e organizada, sendo, portanto, a síntese de um catalisador com morfologias e propriedades únicas e que promova a formação do CBC com essas características a peça chave do projeto. Os catalisadores que serão utilizados foram escolhidos levando em consideração quatro pontos principais: 1) resultados apresentados na literatura científica mais recente; 2) experiência prévia dos envolvidos com os materiais selecionados; 3) síntese simples e sustentável para obtenção do material; 4) seleção de elementos com propriedades específicas e materiais com morfologias que possam direcionar o crescimento e deposição do carbono. Como resultados e perspectivas, espera-se que o desenvolvimento desses sensores possa contribuir de forma significativa para o avanço na detecção prévia de gases nocivos, principalmente VOCs relacionados à detecção rápida de problemas de saúde humana. Os resultados serão avaliados no decorrer do projeto e dependendo da relevância poderão ser divulgados em revistas científicas, solicitado patente ou empregado dentro de empresas como pesquisa inovativa. (AU)