Produção de NH3 via redução de N2 utilizando cátodo de GDL modificado com MoS2 decorado com nanopartículas de Fe

• Processo: 23/01402-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Lucia Helena Mascaro Sales
• Beneficiário: Ana Beatriz Cardile
• 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): 24/07181-5 - Produção de alquilaminas por reação de olefinas com amônia, BE.EP.IC
• Assunto(s): Fotoeletroquímica Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cocatalisador MoS2 | fotoeletroquímica | produção de amônia | Redução de N2 | Eletroquimica

Resumo

A produção de NH3 é crucial para o desenvolvimento humano e da economia global, uma vez que a amônia é o segundo produto químico mais sintetizado no mundo, em que cerca de 80% é utilizada na produção de fertilizantes. Na verdade, aproximadamente metade do nitrogênio contido em nossos corpos provém de uma fonte sintética de amônia. Além disso, a amônia é um portador de energia livre de carbono promissor com elevado teor de hidrogênio (17,6% em massa), alta densidade energética (4,25 kWh L-1), e de fácil manuseio e transporte. Atualmente, a produção de NH3 em escala mundial é de, aproximadamente, 170 Mton por ano e depende predominantemente do processo Harber-Bosch (H-B), desenvolvido no começo do século XX, por meio da reação catalítica entre N2 e H2. Uma abordagem eletroquímica para a redução de N2 torna-se uma perspectiva atraente neste contexto. O catodo em um sistema eletroquímico é o responsável pela reação eletroquímica de redução de nitrogênio (eNRR). Neste projeto, visa-se decorar o MoS2 com Fe, afim de melhorar a capacidade de redução eletroquímica de N2 para a produção de NH3 em temperatura ambiente. Além disso, o uso deste catalisador suportado em GDL pode acelerar o transporte de carga, facilitando a reação eletroquímica.