Desenvolvimento de ânodos tridimensionais para aplicação na degradação de compostos orgânicos poluentes

• Processo: 24/13250-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2029
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Beneficiário: Gabriel Palace Oliveira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). 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
• Assunto(s): Eletroquímica ambiental Reatores eletroquímicos Tratamento de efluentes industriais Compostos orgânicos Poluentes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletroquímica Ambiental | Engenharia Eletroquímica | reator eletroquímico | Tratamento de Efluentes Industriais | Engenharia Eletroquímica

Resumo

O mundo moderno demanda cada vez mais água disponível para o consumo humano, animal, agricultura eindústria, o que vem incentivando seu tratamento, manutenção e conservação dos recursos hídricos, assim comoo desenvolvimento de novas tecnologias visando seu reuso por diferentes setores. A indústria é uma grandeconsumidora de água que, devido a pressões ambientais e econômicas, vem buscando na prática do reuso nãosomente uma forma de alinha-las aos objetivos do desenvolvimento sustentável, mas também como uma formade diminuição de custos de produção. Neste contexto, o reuso da água no setor industrial tem sido cada vez maisestimulado e passa pela remoção da carga orgânica do efluente, caso em que a tecnologia eletroquímica tem semostrado bastante eficiente, com o aumento da eficácia alicerçada no desenvolvimento de ânodos com elevadopoder eletrocatalítico para degradar compostos orgânicos. Contudo, apesar dos avanços, a o elevado consumoenergético ainda se constitui em um desafio a ser superado. A minimização do consumo de energia passa pelamelhoria do processo em termos do aumento da taxa de transferência de massa e de eficiência de corrente,sendo esses os objetivos específicos deste projeto de pesquisa, cujo objetivo principal se constitui nodesenvolvimento de processo e reatores eletroquímicos para o tratamento de efluentes industriais. Com base emestudos anteriores do grupo de pesquisa do Latea, pretende-se abordar essa temática considerando três aspectosprincipais: i) desenvolvimento e aplicação de novos materiais de eletrodo; ii) desenvolvimento de reatoreseletroquímicos com eletrodos tridimensionais que promovam o aumento da taxa de transferência de massa,levando ao aumento da cinética de reação, e iii) estudo do processo de degradação visando diminuição doconsumo energético específico (kWh/kg de carbono orgânico removido). As metodologias propostas serãoaplicadas para o tratamento de efluentes reais de uma grande indústria têxtil nacional e de uma empresa detratamento de efluentes, utilizando-se reatores eletroquímicos em escala semi-piloto. A eficácia dos eletrodos edas metodologias propostas serão avaliadas em função da remoção do carbono orgânico e do consumo deenergia. Caso haja tempo hábil, propõe-se também a aplicar os conhecimentos adquiridos na obtenção de ânodostridimensionais para o desenvolvimento de cátodos tridimensionais visando sua aplicação na conversãoeletroquímica de CO2 em produtos químicos de valor agregado. Através da compreensão dos fenômenoseletroquímicos e de transferência de massa envolvidos na execução deste projeto, espera-se contribuir com oestado da arte no tema, através do desenvolvimento de reatores eletroquímicos inovadores, capazes de promoveruma rápida cinética de reação, aliada a uma metodologia operacional simples e capaz de minimizar o consumoenergético. Validados os aspectos tecnológicos envolvidos na proposta, espera-se oferecer ao setor produtivo umaalternativa de processo e equipamento para o tratamento de efluentes industriais. (AU)