Avaliação da Influência do Microambiente Eletroquímico na Performance da Reação de Redução de CO2

• Processo: 24/16381-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Cauê Ribeiro de Oliveira
• Beneficiário: Jéssica Cristina de Almeida
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Catálise Dióxido de carbono Eletroquímica Redução de CO2 Materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: catálise | Co2 | Co2Rr | Eletroquímica | Microambiente de reação | Redução de CO2 | Ciências dos Materiais

Resumo

O aumento da concentração de gases do efeito estufa na atmosfera, impulsionado principalmente pelas emissões de CO2, representa um desafio global urgente. Neste contexto, a redução eletroquímica de CO2 (CO2RR) surge como uma tecnologia promissora para mitigar esse problema, convertendo o CO2 em produtos químicos de valor agregado. No entanto, a baixa solubilidade do CO2 em água e a competição com as reações de evolução de hidrogênio (REH) limitam a eficiência do processo. Desta forma, este projeto de pesquisa visa desenvolver uma metodologia para modificar o microambiente reacional dos eletrodos de trabalho, com o objetivo de otimizar o processo de redução eletroquímica de CO2. A modificação proposta envolve a síntese de um hidrogel de poliacrilamida (PAM) incorporando etanolamina (ETA), a fim de aumentar a concentração de CO2 na interface do eletrodo, modular o pH local e suprimir a REH. Entre o catalisador (Cu foam) e o hidrogel será depositada uma fina camada hidrofóbica para melhor controle e favorecimento das reações de interesse. A eficácia da metodologia será avaliada por meio de testes eletroquímicos em uma célula do tipo conjunto membrana eletrodo (MEA), a qual será construída para acoplar o eletrodo de trabalho modificado. Os valores de densidade de corrente, eficiência Faradaica e estabilidade a longo prazo serão comparados com os do eletrodo intrínseco. Ademais, espera-se que a modificação do microambiente reacional promova a captura e difusão do CO2, viabilizando a utilização de fontes de CO2 de baixa pureza, como gases de combustão.

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)

DE ALMEIDA, JESSICA C.; WANG, YANJIE; RODRIGUES, THAIS A.; NUNES, PAULO H. H.; DE MENDONCA, VAGNER R.; FALSETTI, PAULO H. E.; SAVAZI, LETICIA V.; HE, TAO; BARDAKOVA, ALEXANDRA V.; RUDAKOVA, AIDA V.; et al. Copper-based Materials for Photo and Electrocatalytic Process: Advancing Renewable Energy and Environmental Applications. ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, v. N/A, p. 53-pg., 2025-05-27. (24/16381-8, 17/11986-5, 18/01258-5, 22/01787-3)