Avaliação por SFG de Características Interfaciais Emergentes Durante a Eletro-Oxidação de Etanol em Eletrólitos Semelhantes à Água do Mar

• Processo: 24/12366-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Hamilton Brandão Varela de Albuquerque
• Beneficiário: Thiago Vasconcelos de Barros Ferraz
• Supervisor: Yujin Tong
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Duisburg-Essen, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 21/13002-8 - Estudo da eletro-oxidação de moléculas orgânicas em soluções salinas para simultânea valorização de biomassa e mitigação de CO2, BP.DR
• Assunto(s): Água do mar Eletrocatálise Etanol Platina Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: água do mar | Bioenergia com Captura e Armazenamento de Carbono | Eletrocatálise | espectroscopia por geração de soma de frequências | Etanol | Platina | Eletroquímica

Resumo

Recentemente, a combinação de etanol com água do mar tem sido investigada não apenas do ponto de vista da biorremediação, mas também por suas potenciais aplicações em processos ecologicamente corretos e economicamente favoráveis. Do ponto de vista eletroquímico, a eletro-oxidação de etanol em águas salinas naturais pode oferecer soluções para desafios logísticos presentes em diversas estratégias de mitigação de CO2, como o caso do intemperismo químico acelerado. No entanto, essa abordagem enfrenta limitações de eficiência devido à forte adsorção de íons de cloreto, naturalmente presentes na água do mar, sobre a superfície da maioria dos catalisadores metálicos comumente utilizados. Para abordar essas limitações, várias estratégias têm sido propostas, a exemplo da modificação das propriedades interfaciais e volumétricas do substrato catalítico. No entanto, essas abordagens frequentemente falham em racionalizar de maneira satisfatória como a composição do meio reacional influencia a seletividade e eficiência energética global de processos de reforma eletroquímica desse tipo. Considerando o exposto, o objetivo deste projeto de estágio internacional é utilizar a geração de somas de frequência (SFG, na sigla em inglês) - um processo óptico não linear de segunda ordem intrinsecamente específico de interface - em medidas espectroeletroquímicas in situ para estudar características interfaciais de interesse que surgem durante a eletro-oxidação de etanol em um eletrodo de platina policristalina modelo imerso em soluções semelhantes à água do mar. Através do ajuste do pH e da composição dessas soluções, buscamos entender as causas fenomenológicas do surgimento de tais efeitos na interface eletrodo/eletrólito, tanto dentro quanto fora do equilíbrio termodinâmico. Este projeto combina a expertise complementar do Grupo Campen/Tong em espectroscopia não linear da Universidade de Duisburg-Essen (Duisburg, Alemanha) e o Grupo de Eletroquímica em eletrocatálise e eletroquímica fundamental da Universidade de São Paulo (São Carlos, Brasil), onde a pesquisa de doutorado associada vem sendo desenvolvida.