Desenvolvimento de sistemas de adsorventes catalíticos baseados em misturas de adsorventes do tipo MgO mesoestruturados e catalisadores de metais nobres atomicamente dispersos suportados em CeO2 para processo integrado de captura e conversão de CO2

• Processo: 24/08192-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Vieira
• Beneficiário: Maria Isabella Zachi Soares
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/06419-2 - Desenvolvimento de adsorventes catalíticos para aplicação no processo integrado de captura e conversão de CO2, AP.GR
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: captura de dióxido de carbono | catálise mediada por single-atoms | Conversão de dióxido de carbono | Espectroscopia in situ | reação reversa ao deslocamento gás-água | relação estrutura-atividade de catalisadores | Adsorção e Catálise Heterogênea

Resumo

Esta proposta de doutorado compreenderá estudos utilizando adsorventes catalíticos para um processo integrado de captura e conversão de CO2 com alta seletividade para CO, produzido através da rota reversa ao deslocamento gás-água (rWGS). A fração de adsorvente do sistema será composta por variações de MgO mesoestruturados, preparados a partir do método de síntese utilizando moldes duros (hard template). Além da capacidade de adsorção do óxido puro, a influência de promotores compostos por sais de metais alcalinos fundidos sobre a superfície deve ser verificada. A fração de catalisador será composta por materiais a base de Pd e Pt atomicamente dispersos (single atoms) em superfícies de CeO2, preparados por redispersão e aprisionamento em alta temperatura (atom trapping). Pretende-se otimizar a fração de defeitos superficiais do CeO2, através de metodologias de indução de formação de defeitos em altas temperaturas e alto vácuo por recozimento ou controle da morfologia dos cristais, de forma a alcançar o maior carregamento possível de single-atoms estabilizados sobre a superfície. Os materiais serão avaliados em sistema integrado de captura e conversão, e caracterizados estruturalmente e quimicamente através de técnicas ex situ e in situ de forma a confirmar a formação das estruturas desejadas e também estabelecer uma relação entre estrutura e atividade durante a reação. Com o desenvolvimento deste trabalho espera-se obter materiais que superem problemas frequentes encontrados por materiais de dupla função (DFM), comumente utilizados no processo, porém que apresentam limitação quando a capacidade de adsorção e controle sobre o produto resultante da reação.