Desenvolvimento de Produtos de Valor Agregado a Partir de Cápsulas de Café para utilização na Fotoconversão de CO¿

• Processo: 24/21541-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Maraisa Gonçalves
• Beneficiário: Karolina Furukawa da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Carvão ativado Dióxido de carbono
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: carvão ativado | Dióxido de carbono | Fotoconversão | resíduos plástico | Conversão de resíduos

Resumo

O aumento da poluição ambiental, ocasionada pelo descarte inadequado de resíduos sólidos, emissões de efluentes e gases poluentes, representa um desafio crítico para o futuro, com sérias implicações ambientais e econômicas. Para mitigar esses impactos, é necessário desenvolver soluções inovadoras que promovam a redução efetiva da poluição. Neste contexto, o uso de resíduos lignocelulósicos e poliméricos para a produção de novos materiais surge como uma alternativa sustentável e economicamente viável. Este projeto propõe a valorização de resíduos da cápsula de café em sua totalidade (material polimérico e borra de café) por meio da produção de carvão ativado (CA), utilizando diferentes agentes ativantes. Os CAs obtidos serão avaliados como materiais adsorventes na captura de dióxido de carbono (CO2), um dos principais causadores do aquecimento global. Além da captura de CO2, o projeto se propõe a converter o CO2 adsorvido em produtos de valor agregado como compostos de C1, como metano, metanol, formaldeído e ácido fórmico via fotocatálise. A fotocatálise, que utiliza luz para excitar materiais semicondutores, é uma alternativa promissora para a conversão de CO¿, pois permite operar em condições moderadas de temperatura e pressão. Neste projeto, o CA será combinado com estruturas metal-orgânicas (MOFs) à base de ferro e cobre, criando heteroestruturas (CA/MOF) com propriedades adsortivas e fotocatalíticas para maximizar a eficiência da captura e conversão de CO¿. Atualmente, o processo de fotoconversão de CO2 ainda apresenta limitações técnicas, especialmente pela necessidade de materiais que combinem alta capacidade de adsorção com eficiência fotocatálitica. Diante disso, o desenvolvimento de CA com propriedades fotocatalíticas apresenta grande potencial para otimizar a captura e conversão CO2 em produtos de valor. Todos os materiais produzidos serão caracterizados e testados, no intuito de avaliar a eficiência dos processos de adsorção e conversão, bem como a viabilidade de aplicação dos materiais gerados. Espera-se que essa abordagem ofereça uma solução inovadora e viável para a valorização de resíduos, contribuindo para a economia circular e a mitigação das emissões de gases de efeito estufa.