Reciclagem eletroquímica de metais a partir do e-lixo: uma abordagem sustentável para produção de amônia e hidrogênio verde

• Processo: 23/14228-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Juliana Ferreira de Brito
• Beneficiário: Marina Medina da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/23201-6 - Investigando a relação entre atividade e estabilidade de superfícies hidr(oxi)óxido metálicas para a reação de desprendimento de oxigênio, BE.EP.PD
• Assunto(s): Economia circular Eletrocatálise Resíduos de equipamentos eletroeletrônicos Metais de transição Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: economia circular | Eletrocatálise | Hidrogênio verde | Lixo eletrônico | Metais de Transição | Reação de redução de nitrogênio | eletroquímica

Resumo

A economia circular propõe que a forma tradicional, e não sustentável, de extração, produção, utilização e descarte dos recursos naturais seja repensada, de forma a mantê-los em uso pelo maior tempo possível. Soma-se a este contexto, a necessidade do mundo moderno em produzir H2 e NH3 por rotas alternativas, que ocorram com menor custo energético e não emitam gases poluentes. Neste sentido, este projeto propõe reciclar metais para serem reutilizados como eletrocatalisadores na produção eletroquímica de NH3 e H2 verde. Para isso, será empregada a técnica de eletrodeposição, utilizando como precursor uma solução multimetálica proveniente da biolixiviação do lixo eletrônico (e-lixo). Ao final, a fim de fechar o ciclo de reutilização dos recursos naturais, a água residual da remoção dos metais será utilizada como fonte de prótons na produção eletroquímica de NH3 e H2. Serão investigadas diferentes combinações de ligas metálicas, baseadas em Cu, Ni, Fe, a fim de encontrar uma relação otimizada entre composição, estrutura, morfologia e cristalinidade, que resulte em eletrocatalisadores altamente eficientes para a produção de NH3 e H2 sob condição ambiente. Para a geração de NH3, espera-se que o catalisador propicie a conversão de N2 e H+ a NH3 sob condição ambiente e aplicação de potencial; enquanto, para a eletrólise da água, espera-se a obtenção de eletrocatalisadores bifuncionais, que atuem tanto para a reação de desprendimento de hidrogênio (RDH) quanto para a reação de desprendimento de oxigênio (RDO) em meio ácido e/ou alcalino, de modo a aumentar a eficiência da produção de H2.

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)

PINTO, FELIPE M.; DE CONTI, MARY C. M. D.; PEREIRA, WYLLAMANNEY S.; SCZANCOSKI, JULIO C.; MEDINA, MARINA; CORRADINI, PATRICIA G.; DE BRITO, JULIANA F.; NOGUEIRA, ANDRE E.; GOES, MARCIO S.; FERREIRA, ODAIR P.; et al. Recent Advances in Layered MX₂-Based Materials (M = Mo, W and X = S, Se, Te) for Emerging Optoelectronic and Photo(electro)catalytic Applications. CATALYSTS, v. 14, n. 6, p. 49-pg., 2024-06-01. (23/14228-5, 23/10027-5)

MEDINA, MARINA; CARVALHO, VINICIUS JOSE; DA SILVA, LEANDERSON ARAUJO; BORGES, GABRIEL GONCALVES; CAPELUPI, THIAGO; PIANI, ARTHUR; MAURIZ, PEDRO PAES; GOMES, JOAO VITOR; DE BRITO, JULIANA FERREIRA. Electrocatalytic contributions from Brazilian research groups for clean energy conversion and environmental remediation. Journal of Solid State Electrochemistry, v. N/A, p. 41-pg., 2024-09-17. (24/00614-3, 24/00777-0, 23/14228-5, 23/10027-5)