Síntese de compostos de maior valor agregado a partir da redução eletroquímica de CO2 aprimorada por plasmônica sobre materiais de Cu2O-Ag

• Processo: 23/13268-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Susana Inés Córdoba de Torresi
• Beneficiário: Diego Caxambu de Araujo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Dióxido de carbono Eletrocatálise Eletroquímica Plasmônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Co2 | C2 | Eletrocatálise | Eletroquímica | Gde | Plasmônica | Eletroquímica

Resumo

O crescente impacto das mudanças climáticas e o aquecimento global devido as emissões de CO2 torna cada vez mais urgente a busca por alternativas sustentáveis e técnicas capazes de remediar essas emissões. Nesse contexto, a redução eletroquímica de CO2 tem se mostrado uma alternativa promissora para lidar com essa questão, por se tratar de um método capaz de produzir compostos de interesse econômico, como os combustíveis metanol e etanol, e ao mesmo tempo, reduzir os impactos da emissão de carbono na atmosfera. Todavia, existem muitas complicações relacionadas a este método, que perpassam desde a seu rendimento até a seletividade dos produtos reacionais. A síntese de compostos C2 como etileno, etanol e etano, apresenta destaque devido ao valor agregado destes compostos. Tais compostos são obtidos a partir do uso de catalisadores de cobre, mas ainda com eficiência baixa. Uma forma promissora de ampliar a eficiência desse processo é a partir do efeito plasmônico. Fenômenos causados por este efeito como geração de calor, o aprimoramento óptico do campo próximo e a produção de elétrons/buracos altamente excitados são fundamentais para o aprimoramento de reações eletroquímicas. A utilização de nanopartículas metálicas e lasers com uma faixa específica de comprimento de onda possibilita um estudo detalhado das contribuições destes efeitos na eletrocatálise. Ademais, a viabilidade econômica deste processo pode ser também ampliada por outros fatores, relacionados à estrutura do catalisador e a densidade de corrente. Uma maneira eficiente de ampliar este último aspecto é a partir das células do tipo GDE, que não são limitadas pela difusão do CO2(aq) no líquido. Estudos com esse tipo de arranjo aproximam cada vez mais a aplicação em maior escala desta conversão. Frente a este contexto, o presente projeto visa a investigar a eficiência da CO2RR, concentrando-se na produção de compostos C2, utilizando catalisadores de Cu2O e Ag explorando o potencial da plasmônica nestas estruturas. Além disso, busca-se avaliar a influência das facetas do Cu2O na seletividade da CO2RR e o uso de células GDE na densidade de corrente. O objetivo final é contribuir para o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e sustentáveis de conversão de CO2.