Estudo das propriedades de nanofios de análogos de Azul da Prússia para oxidação de água

• Processo: 19/20688-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Juliano Alves Bonacin
• Beneficiário: Daniel Esteves Bessa Moreira
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Emissão de gases Aquecimento global Energia Energia renovável Eletrocatálise Reação do azul da Prússia Sustentabilidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: desprendimento de oxigênio (OER) | Eletrocatálise | energia | oxidação da água | Water splitting | Energia

Resumo

A matriz energética mundial foi desenvolvida a base de combustíveis fósseis. Embora sejam relativamente baratos e observa-se uma correlação entre aumento da emissão de gases provenientes de sua queima e o aquecimento global. Diante desse cenário, é necessário substituir a matriz energética atual por tecnologias que sejam sustentáveis. A utilização de hidrogênio (H2) vem ganhando destaque no cenário mundial pelo fato de produzir energia renovável e limpa, uma vez que o único produto de sua reação com o oxigênio é a água. Entretanto, grande parte da produção mundial de H2 (cerca de 95%) ainda é proveniente da utilização de combustíveis fósseis. Uma alternativa para eliminar esse problema é a obtenção de H2 a partir do processo de eletrólise da água (water splitting). O grande limitante desse processo é a etapa de oxidação da água, que apresenta cinética lenta e não é termodinamicamente favorável, sendo necessária a utilização de catalisadores. Neste projeto, busca-se desenvolver catalisadores com estruturas morfológicas controladas baseadas em análogos de cobalto Azul da Prússia para aplicações em estudos de reação de oxidação da água. Neste sentido, busca-se explorar e estudar catalisadores com diferentes morfologias e como o controle morfológico influencia no desempenho eletrocatalítico em reações de oxidação da água. Com isso, busca-se sintetizar catalisadores nanoestruturados do tipo nanocubos, nanocubos ocos e nanofios, sendo os mesmos posteriormente calcinados em diferentes temperaturas levando a formação de óxido de cobalto com diferentes estruturas cristalinas. Será investigado também como a vacância de cianeto interfere nos processos de oxidação de água. Como consequência, esperamos produzir avanços significativos na área de oxidação da água e produção de energia limpa, contribuindo com a publicação de artigos científicos de alto impacto e patentes. Por fim, esperamos um desenvolvimento profissional e acadêmico de altíssimo nível para o candidato desse projeto. (AU)

Publicações científicas

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(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)

THEODORA W. VON ZUBEN; DANIEL E. B. MOREIRA; RAFAEL L. GERMSCHEIDT; RAFAEL G. YOSHIMURA; DANIEL S. DORRETTO; ANA B. S. DE ARAUJO; AIRTON G. SALLES JR.; JULIANO A. BONACIN. Is Hydrogen Indispensable for a Sustainable World? A Review of H2 Applications and Perspectives for the Next Years. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 33, n. 8, p. 824-843, 2022-06-15. (19/20688-3, 17/23960-0, 21/05976-2, 18/25092-9, 13/22127-2, 17/11986-5)

GERMSCHEIDT, RAFAEL L.; MOREIRA, DANIEL E. B.; YOSHIMURA, RAFAEL G.; GASBARRO, NATHALIA P.; DATTI, EVANDRO; DOS SANTOS, PAMYLA L.; BONACIN, JULIANO A.. Hydrogen Environmental Benefits Depend on the Way of Production: An Overview of the Main Processes Production and Challenges by 2050. ADVANCED ENERGY AND SUSTAINABILITY RESEARCH, v. 2, n. 10, p. 20-pg., 2021-10-01. (19/20688-3, 18/25092-9, 13/22127-2, 17/11986-5, 17/23960-0)

VON ZUBEN, THEODORA W.; MOREIRA, DANIEL E. B.; GERMSCHEIDT, RAFAEL L.; YOSHIMURA, RAFAEL G.; DORRETTO, DANIEL S.; DE ARAUJO, ANA B. S.; SALLES JR, AIRTON G.; BONACIN, JULIANO A.. Is Hydrogen Indispensable for a Sustainable World? A Review of H-2 Applications and Perspectives for the Next Years. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 33, n. 8, p. 20-pg., 2022-08-01. (17/11986-5, 21/05976-2, 19/20688-3, 13/22127-2, 18/25092-9)

ZAMBIAZI, PRISCILLA J.; APARECIDO, GABRIEL DE O.; FERRAZ, THIAGO V. DE B.; SKINNER, WILLIAM S. J.; YOSHIMURA, RAFAEL G.; MOREIRA, DANIEL E. B.; GERMSCHEIDT, RAFAEL L.; NASCIMENTO, LUCAS L.; PATROCINIO, ANTONIO OTAVIO T.; FORMIGA, ANDRE L. B.; et al. Electrocatalytic water oxidation reaction promoted by cobalt-Prussian blue and its thermal decomposition product under mild conditions. DALTON TRANSACTIONS, v. 49, n. 45, p. 16488-16497, DEC 7 2020. (19/20688-3, 18/25092-9, 13/22127-2, 17/23960-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MOREIRA, Daniel Esteves Bessa. Design of new cobalt-based Prussian Blue catalysts for water oxidation: how the synthetic route affects the material performance? = Design de novos catalisadores de cobalto Azul da Prússia aplicados na reação de oxidação da água: como a rota sintética afeta a performance?. 2021. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química Campinas, SP.