Bolsa 22/05149-1 - Dióxido de carbono, Fotoeletrocatálise - BV FAPESP
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Reforma do metano e produção de hidrogênio a partir de reação fotoeletroquímica ativada por material piezoelétrico

Processo: 22/05149-1
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2022
Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2023
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Cauê Ribeiro de Oliveira
Beneficiário:Jéssica Ariane de Oliveira
Supervisor: Sanjay Mathur
Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
Instituição Anfitriã: University of Cologne (UoC), Alemanha  
Vinculado à bolsa:19/21496-0 - Desenvolvimento de sistema fotoeletrocatalítico para conversão de CO2 e CH4 a produtos com valor agregado, BP.PD
Assunto(s):Dióxido de carbono   Fotoeletrocatálise   Fotoeletroquímica   Reatores   Materiais cerâmicos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Ch4 | Co2 | fotoeletrocatálise | Reator | Cerâmicos

Resumo

Hidrogênio é uma alternativa aos combustíveis fósseis por ser ecologicamente correto e apresentar alta densidade energética. A rota do "hidrogênio verde" pode ser alcançada através da quebra de moléculas de água por meio de reações fotoeletroquímicas (PEC) ativadas pela luz solar. Os dispositivos PEC podem ser projetados com dois compartimentos separados; a redução da água ocorre no lado catódico para formar H2, enquanto ao mesmo tempo a oxidação parcial do metano em metanol pode ocorrer na câmara anódica. Esta configuração inovadora pode levar a um sistema economicamente mais atraente. A reforma do CH4 é interessante porque além de ser uma reação de interesse comercial, há também uma preocupação ambiental associada à liberação de toneladas de metano por ano, pois esse gás é um dos principais causadores do efeito estufa. A barreira cinética será superada neste estudo pelo acoplamento efetivo da atuação piezoelétrica e de processos PEC a fim de acelerar a transferência de elétrons do catalisador para os adsorvatos moleculares. Um reator PEC com desenho industrial será utilizado para a evolução simultânea de hidrogênio e conversão de CH4 em compostos valiosos. O fotoânodo e fotocátodo serão compostos de Fe2O3-TiO2@KNN e WSe2@KNN, respectivamente, onde KNN (K0.5Na0.5NbO3) é o material piezoelétrico. O reator PEC será estudado considerando elementos de microdinâmica de fluidos e intensificação do processo. (AU)

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Publicações científicas
(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)
MARQUES E SILVA, RICARDO; SOUZA, FERNANDA DE LOURDES; DIAS, EDUARDO; DA SILVA, GELSON TIAGO DOS SANTOS TAVARES; DURAN, FLORYMAR ESCALONA; REGO, ARJUN; HIGGINS, DREW; RIBEIRO, CAUE. The role of TiO2:SnO2 heterojunction for partial oxidation of methane by photoelectrocatalytic process at room temperature. Journal of Alloys and Compounds, v. 968, p. 7-pg., . (21/13065-0, 22/10255-5, 19/21496-0, 22/05149-1, 18/01258-5, 20/09628-6, 19/10689-2)

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