Desenvolvimento de cátodos com catalisadores de baixo custo e processo de otimização para a captura de H‚ em células de eletrólise microbiana

• Processo: 23/08692-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Adalgisa Rodrigues de Andrade
• Beneficiário: Alex Soares Castro
• Supervisor: Ruggero Rossi
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Johns Hopkins University (JHU), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 19/24916-0 - Desenvolvimento de uma Célula Eletrolítica Microbiana (CEM) para produção de bio-hidrogênio (bio-H2) a partir da oxidação do glicerol, BP.DR
• Assunto(s): Energia Otimização Bioeletroquímica Hidrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cathodes development | energy | Green hydrogen | hydrogen capture | Optimization | bioeletroquímica

Resumo

A produção de hidrogênio tem chamado a atenção de vários pesquisadores. A bolsa de doutorado em andamento no Brasil (número de concessão 2019/24916-0) visa à construção de uma célula de eletrólise microbiana (MEC) para produção de H‚ e subprodutos importantes da oxidação do glicerol. Até o momento, foram obtidos resultados satisfatórios no projeto. As curvas de densidade de potência mostraram que, após a operação como MEC, a densidade de potência foi 42% maior do que o valor inicial, enquanto que, após a operação como MFC, a densidade de potência caiu 45%. Agora, neste projeto BEPE, planejamos um ano na Universidade Johns Hopkins (JHU) sob a supervisão do Dr. Ruggero Rossi, um renomado especialista no campo bioeletroquímico. Seu grupo de pesquisa tem investigado o uso de vários catalisadores (Ni, Mo e Pt) como cátodos para a produção de H‚ em MECs. Os resultados sobre o tratamento de eletrodos de carbono de escova mostraram que houve uma redução de 90% nas resistências do ânodo do tecido de carbono tratado e uma redução de 5% nas escovas tratadas em comparação com os controles não modificados. Além disso, o grupo de pesquisa de Rossi tem grande conhecimento sobre as configurações da MEC para melhorar seu desempenho, obtendo, por exemplo, uma taxa de produção de H‚ de 72 ± LH‚/L-d em uma MEC de câmara dupla. Portanto, por meio da investigação de novos cátodos e da investigação de sua aplicabilidade como eletrodos para a redução da evolução do hidrogênio em MECs, da investigação de diferentes arquiteturas de MEC e, o mais importante, da otimização da captura de H‚ em MECs, esse estágio de pesquisa no exterior será um grande diferencial para o bolsista, uma vez que poderá abrir novas perspectivas para o ajuste da produção de H‚ em um projeto em andamento no Brasil, além de consolidar a nova linha de pesquisa em desenvolvimento no grupo de eletroquímica de Ribeirão Preto. (AU)