Entendendo o Papel da Água em Líquidos Iônicos para Sistemas de RRCO2 Através de Análises In-Situ de Espectroscopia Infra-vermelho

• Processo: 24/11931-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 30 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 29 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Roberto Manuel Torresi
• Beneficiário: Primaggio Silva Mantovi
• Supervisor: Angel Cuesta Ciscar
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Aberdeen, Escócia
• Vinculado à bolsa: 21/06327-8 - Conversão eletro-catalítica de dióxido de carbono para compostos C2+ utilizando líquidos iônicos, BP.DD
• Assunto(s): Eletrocatálise Água Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Co2Rr | electrocatalysis | Her | Infrared | Ionic Liquid | water | Eletroquímica

Resumo

Este projeto investigará o impacto da água na interface de catalisadores em líquidos iônicos (LIs) usando espectroscopia de infravermelho in-situ. Nas últimas décadas, o aumento antropogênico dos níveis de CO2 na atmosfera da Terra, agora em aproximadamente 420 ppm, estimulou o interesse pela eletrocatálise como um método para a transformação de CO2 em condições ambientes. No entanto, os eletrólitos aquosos têm janelas de estabilidade eletroquímica limitadas devido à reação de evolução de hidrogênio em potenciais negativos e à reação de evolução do oxigênio em potenciais positivos. Os LIs, que são sais fundidos à temperatura ambiente, contornam esse problema, estabilizando intermediários e estendendo essa janela de estabilidade. LIs baseados em imidazólio, como por exemplo BMIM+ e EMIM+, mostram-se promissores, com estudos demonstrando uma estabilização aprimorada dos radicais CO2- em misturas de EMIM-BF4/água. Ao usar eletrodos de Cu, o CO adsorvido (COad) facilita o acoplamento C-C, produzindo moléculas C2+. Isso pode ser melhorado com diferentes cátions que estabilizam superfícies ou mudam suas propriedades com a presença de água. Este projeto irá empregar metiltributilfosfônio bis(trifluorometilsulfonil)imida (P1444TFSI) para estudar o aprimoramento da redução eletroquímica de CO2 com duas concentrações de água (300 e 1200 ppm), visando explorar seus efeitos na interface eletrodo/eletrólito. Utilizando espectroscopia de infravermelho, particularmente por reflectância total atenuada, pretende-se obter novos insights sobre a formação de intermediários e os mecanismos de redução do CO2, ajudando a compreender profundamente como modular e facilitar a produção de produtos mais valiosos.