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Desenvolvimento de sistema fotoeletrocatalítico para conversão de CO2 e CH4 a produtos com valor agregado

Processo: 19/21496-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2020
Vigência (Término): 31 de maio de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Cauê Ribeiro de Oliveira
Beneficiário:Jéssica Ariane de Oliveira
Instituição-sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , 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):Materiais cerâmicos   Dióxido de carbono   Biometano   Fotoeletrocatálise   Oxidação   Dinâmica dos fluidos

Resumo

A Agroindústria é uma das principais atividades financeiras brasileira, destacando-se o setor sucroalcooleiro para produção de açúcar e etanol. Apesar da relevância monetária desse complexo industrial, há um desgaste ambiental associado à liberação anual de toneladas de gás carbônico (CO2) e biometano (CH4). Como esses gases são os principais causadores do efeito estufa, faz-se necessário o desenvolvimento de tecnologias e processos para minimização de suas emissões. Neste sentido, destacam-se os processos fotocatalíticos que podem converter CO2 e CH4 em moléculas orgânicas de interesse econômico. A eficiência da fotocatálise pode ser otimizada pela utilização de processos fotoeletrocatalíticos, que são capazes de separar de forma mais eficiente as cargas fotogeradas. Apesar de haver diversos estudos relacionados à síntese de fotoeletrocatalisadores, poucos visam sua aplicação em reatores fotoeletrocatalíticos com design industrial de alto rendimento. Neste contexto, este projeto de pós-doutorado tem como objetivo principal o desenvolvimento de um sistema fotoeletrocatalítico para conversão simultânea de CO2 (por redução) e CH4 (oxidação controlada) a compostos com maior valor agregado. Pretende-se utilizar um sistema fotoânodo/fotocátodo (TiO2/Cu2O) e uma nova concepção de reator, considerando elementos de micro fluidodinâmica e intensificação de processos. O reator irá operar potenciostaticamente e será dada especial atenção à questão da transferência de massa. Sendo assim, serão avaliados diferentes parâmetros de processo, tais como velocidade de escoamento, potencial aplicado e uso de promotores de turbulência. Assim, deseja-se estabelecer quais são os melhores parâmetros de processo que forneçam elevada seletividade para produtos com maior valor agregado, cinéticas de fotoeletrocatálise mais rápidas e menor consumo de energia. (AU)