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Produção de NH3 via redução de N2 utilizando fotoânodo de Fe2O3/g-C3N4/Ag.e cátodo de GDL modificado com MoS2

Processo: 21/14693-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2022
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Lucia Helena Mascaro Sales
Beneficiário:Caio Vinícius da Silva Almeida
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
Bolsa(s) vinculada(s):23/07295-8 - (±)Fe2O3/g-C3N4/Ag suportados em filmes poliméricos de microporosidade intrínseca aplicados como fotoânodo para separação de água e reação de redução de nitrogênio, BE.EP.PD
Assunto(s):Fotoeletroquímica   Eletroquímica   Eletrocatalisadores   Heterojunção   Dissulfeto de molibdênio   Amônia
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:fotoeletroquímica | heterojunções | MoS2 | nitreto de carbono grafítico | Produção de NH3 | Redução de N2 | Eletroquímica

Resumo

A produção de NH3 a partir de N2 molecular sob condições amenas é um dos tópicos mais estudados atualmente no campo da química. A redução fotoeletroquímica de N2 pode levar a produção limpa e sustentável de NH3 com menor consumo energético usando fontes de energia renováveis, como a solar. Até o momento, eletrocatalisadores promissores para a redução fotoeletroquímica de N2 para NH3 em pressão atmosférica e temperatura ambiente, usando uma fonte de potencial externa e irradiação ultravioleta, são ainda pouco explorados. Dessa forma, o presente projeto pretende sintetizar eletrocatalisadores de (±)Fe2O3/g-C3N4/Ag que serão empregados como fotoânodos em uma célula fotoeletroquímica de dois compartimentos sob aplicação de potencial e irradiação de fótons. Como contra eletrodo, onde a redução de N2 ocorrerá, serão empregados eletrodos de GDL (gas diffusion layer) modificados com MoS2 decorado com Fe (MoS2-Fe). Dessa forma, espera-se as modificações realizadas ao g-C3N4 e ao GDL permitam um aumento na condutividade, na estabilidade e na área superficial dos materiais, aprimorando a atividade fotoeletrocatalítica dos mesmos. Vale ressaltar que a utilização de uma célula de dois compartimentos, separando o fotoânodo direcionador de elétrons do cátodo, favoreça a separação dos elétrons fotogerados tornando-os mais disponíveis para a redução de N2 adsorvido na superfície dos cátodos, minimizando a recombinação dos pares elétrons/buracos, e aumentando a eficiência de produção de NH3. (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)
GONZAGA, ISABELLE M. D.; ALMEIDA, CAIO V. S.; MASCARO, LUCIA H.. A Critical Review of Photo-Based Advanced Oxidation Processes to Pharmaceutical Degradation. CATALYSTS, v. 13, n. 2, p. 34-pg., . (17/11986-5, 20/15211-0, 13/07296-2, 21/14693-4)

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