Síntese e otimização de eletrodos de difusão gasosa utilizando grafeno dopado com nitrogênio para a geração in situ de H2O2 destinada à estabilização de urina em sistemas descentralizados

• Processo: 23/13260-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Raul José Alves Felisardo
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/12895-1 - Processos avançados para a degradação de poluentes emergentes: materiais catalíticos, sensores eletroanalíticos e divulgação científica, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/20854-9 - Desenvolvimento de um reator eletroquímico com geração de H2O2 in situ para tratamento descentralizado de urina e eletroconversão de produtos de valor agregado, BE.EP.PD
• Assunto(s): Eletrodos de difusão gasosa Eletroquímica ambiental Peróxido de hidrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrodos de Difusão Gasosa | Eletroquímica Ambiental | eletrossíntese | peróxido de hidrogênio | Sistemas descentralizados de tratamento de efluentes | Técnicas Avançadas de Tratamento de Efluentes

Resumo

A necessidade de abordagens viáveis para a gestão de efluentes emerge como uma resposta urgente ao desafio global de escassez de água. O emprego de processos oxidativos avançados, centrados na geração eletroquímica de peróxido de hidrogênio (H2O2), desempenha um papel crucial nessas estratégias. A eficácia dessas tecnologias está intrinsicamente ligada ao material catalítico escolhido. Nesse âmbito este projeto surge como uma abordagem para suprimir a identificação e desenvolvimento de catalisadores eficientes para a geração de H2O2. O cerne desta proposta é superar esses desafios por meio da síntese e caracterização de materiais catalíticos, especialmente eletrodos de difusão gasosa (EDG) modificados com grafeno dopado com nitrogênio (N-grafeno) e assim se posicionar como uma abordagem sustentável de resíduos líquidos, enfocando a urina humana como fonte de recuperação de nutrientes e água. Isso se dará por meio da estabilização da urina com H2O2 eletrogerado e a partir da capacidade eletroquímica para concomitantemente efetuar a desinfecção da urina. Neste contexto a proposta foi estruturada em 5 etapas distintas, guiadas por técnicas analíticas adequadas, que juntas abrem caminho para a implementação de sistemas descentralizados de gestão de efluentes, destacando a sustentabilidade de novos materiais e a valorização de nutrientes e água. Assim, por meio da concepção de materiais catalíticos avançados e estruturas eletroquímicas modificadas, este projeto contribui diretamente para o avanço da ciência e tecnologia por ser capaz de abordar desafios prementes, fornecendo soluções alternativas para a crise global de recursos hídricos.

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)

FELISARDO, RAUL JOSE ALVES; MAGALHA, CARLOS HENRIQUE; SANTOS, GESSICA DE OLIVEIRA SANTIAGO; LANZA, MARCOS ROBERTO DE VASCONCELOS. Unlocking the potential of in situ H2O2 generation in urine as a decentralized electro-sanitation strategy. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 507, p. 14-pg., 2025-03-01. (20/02743-4, 18/22210-0, 23/06558-5, 19/06650-3, 18/22022-0, 22/12895-1, 23/13260-2, 18/22211-7)