Customizando a química de superfície de feltros de carvão ativado comercial visando obter eletrodos assimétricos para uso em deionização capacitiva

• Processo: 23/15868-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 25 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 24 de julho de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Beneficiário: Bruno Gomes Martins Alves
• Supervisor: Andrea Lamberti
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Politecnico di Torino, Itália
• Vinculado à bolsa: 23/08483-2 - Desenvolvimento de célula de deionização capacitiva com fluxo radial para abrandamento de água, BP.IC
• Assunto(s): Carvão ativado
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: carvão ativado | Deionização eletroquímica | eletrodos assimétricos | eletrossorção | Engenharia Eletroquímica

Resumo

A busca por métodos de dessalinização e abrandamento da água tem crescido exponencialmente ao longo dos anos, à medida que a água potável se torna um recurso cada vez mais escasso em todo o mundo. Nesse sentido, a tecnologia de Deionização Capacitiva (CDI) tem recebido atenção especial devido ao seu baixo consumo e alta eficiência energética. Semelhante à tecnologia de supercapacitores, a deionização capacitiva utiliza eletrodos polarizados de forma reversa para remover íons de um meio aquoso, que são então retidos na camada dupla elétrica (DCE) quando o líquido percola por ela. Com o objetivo de viabilidade comercial e acesso universal a essa tecnologia, eletrodos comerciais de feltro de carbono (CFE) da Kynol® serão usados neste projeto. Após testes anteriores em nosso grupo de pesquisa, verificou-se que o potencial de carga zero (Epcz) do CFE (0,05 V vs. Ag/AgCl) estava muito próximo do potencial de curto-circuito (E0 = 0,02 vs. Ag/AgCl), indicando que o material é adequado para ser usado tanto como cátodo quanto como ânodo, uma vez que a repulsão de co-íons é minimizada. No entanto, do ponto de vista da eficiência energética, seria favorável usar materiais em uma configuração assimétrica de Epcz, ou seja, com cargas superficiais da mesma polaridade que os terminais de polarização do circuito, a fim de maximizar a eletrossorção de íons nos eletrodos positivo e negativo. Portanto, este projeto BEPE tem como objetivo auxiliar o projeto principal FAPESP, propondo métodos, em colaboração com um grupo de pesquisa no exterior com expertise no campo, para modificar corretamente e subsequentemente analisar os eletrodos, tornando-os assimétricos pela adição de grupos funcionais específicos em sua superfície.