Nova abordagem para a eletrodeposição de cobre na eletrorredução de CO2 a hidrocarbonetos C2+ e recuperação in situ do catalisador para aumentar a estabilidade da reação.

• Processo: 24/23076-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Ernesto Chaves Pereira de Souza
• Beneficiário: Eduardo Henrique Dias
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/12394-0 - Métodos sintéticos sustentáveis empregando catálise, solventes verdes, reagentes seguros e materiais de partida renováveis, AP.TEM
• Assunto(s): Cobre Eletrocatálise Estabilidade Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cobre | Co2Ecr | Deposição in-situ | Eletrocatálise | estabilidade | Mea-Cell | Eletroquímica

Resumo

Por muito tempo as organizações globais têm visado controlar as emissões de gases do efeito estufa (GEE) e o aquecimento global, promovendo acordos internacionais e desenvolvendo tecnologias para converter CO2 em produtos reutilizáveis, como combustíveis e precursores químicos. A redução eletroquímica do CO2 é uma rota promissora, especialmente com a crescente viabilidade das energias renováveis. Essa abordagem pode substituir métodos tradicionais de produção de moléculas orgânicas baseados na utilização de combustíveis fósseis. Entre os produtos gerados através desse processo etanol, metanol e etileno se destacam por sua demanda industrial, além de servirem como precursores e combustíveis. O desenvolvimento de novas rotas de obtenção desses produtos a partir de fontes renováveis é valioso, mas os sistemas eletroquímicos precisam atender a parâmetros rigorosos, como densidades de corrente de 200-300 mA/cm², eficiência Faradaica superior a 90% e alta estabilidade. Pesquisas recentes demonstraram avanços significativos, mas ainda é necessário um progresso maior para possíveis aplicações industriais. Os catalisadores à base de cobre são únicos na produção de produtos C2+, porém desafios em termos de seletividade e estabilidade sob altas correntes devem ser superados. Abordagens como a recuperação in situ do cobre através da eletrorredução pulsada e aditivos estabilizadores no sistema podem ser utilizadas para alcançar os objetivos desejados, ajudando a manter a integridade do catalisador por longos períodos reacionais. O projeto visa adaptar e desenvolver um sistema do tipo MEA, utilizando um catalisador de cobre eletrodepositado em meio orgânico sob uma camada de prata suportada em PTFE. O objetivo é alcançar alta seletividade para etileno e etanol, garantir longos tempos de operação e permitir o funcionamento sob altas densidades de corrente. Essa abordagem busca superar os desafios atuais, tornando viável a aplicação do sistema em larga escala.