Obtenção de materiais perovskíticos macroporosos bioinspirados para aplicação em reforma de gases por plasma por micro-ondas

• Processo: 22/04553-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Rodolfo Foster Klein-Gunnewiek
• Beneficiário: Iago Cordeiro Santa Bárbara
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Emissão de gases Gases do efeito estufa Materiais cerâmicos Dióxido de carbono Sinterização
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Catálise por plasma por micro-ondas | Cerâmicas bioinspiradas | cerâmicas macroporosas | Cerâmicas perovskíticas | Reforma de gás carbônico | Sinterização por micro-ondas | Materiais Cerâmicos

Resumo

A emissão de CO2 (um dos principais gases de efeito estufa) no ano de 2018 foi de quase 35 Mton, quase o dobro quando comparada à emissão de aproximadamente 20 Mton do início da década de 1990. Diante disso, há uma corrida tecnológica e industrial na busca de processos que reduzam ou mitiguem a elevada taxa de emissão de CO2. Há algumas rotas para a redução da emissão: a redução propriamente dita, que pode ser inviável ou complicada em alguns processos, como, por exemplo processos siderúrgicos, produção de matéria-prima (amônia, cimento e outros) e processos industriais de forma geral; captura e armazenamento; e a redução e/ou transformação do dióxido de carbono em outros compostos (CO, metanol, metano, formaldeído e outros) que podem ser utilizados como matérias-primas para posteriores processos industriais. Os materiais ferroelétricos são importantes para o desenvolvimento industrial, devido à ampla gama de aplicações, como sensores e atuadores. Dentre eles, os perovskíticos são amplamente utilizadas, em especial os titanatos onde o sítio A do sistema ABO3 é ocupado por elementos alcalinos terrosos, como o Mg, Ca, Sr e Ba. Os titanatos de Sr e de Ba são muito conhecidos, estudados e utilizados, devido à elevada constante dielétrica e polarização do cristal. Uma possível aplicação, ainda inusitada, é em sistemas catalíticos por plasma, em que apresentaram excelente desempenho em processo de redução de CO2 por plasma. Devido às excelentes propriedades dielétricas e estabilidade química destes titanatos, este projeto tem como objetivo obter peças cerâmicas macroporosas bioinspiradas por micro-ondas de materiais livres de chumbo (MgTiO3, (Sr,Ba)TiO3 e BCZT (BZT-xBCT, com x=0,5)) e verificação da possibilidade de redução de CO2 por plasma por micro-ondas. Os materiais serão obtidos por síntese rápida por micro-ondas baseada em precursores poliméricos, seguida da conformação por réplica sob a estrutura da bucha comum (Luffa sp.). As peças serão sinterizadas por micro-ondas e caracterizadas quanto às fases presentes por DRX, área superficial por adsorção e dessorção de gás, microestrutura (MEV), propriedades físicas e desempenho de redução do CO2 sob plasma. O bolsista terá contato com a técnica de síntese de pó, conformação e sinterização e aplicação do dispositivo em técnica de interesse acadêmico e tecnológico: catálise por plasma por micro-ondas. (AU)