Desenvolvimento de eletrocatalisadores bifuncionais para redução eletroquímica de CO2 acoplada à oxidação da lignina a produtos de valor agregado

• Processo: 24/18459-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Marciélli Karoline Rodrigues de Souza
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). 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): Eletrocatalisadores Eletroquímica Redução de CO2
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Degradacao de lignina | Eletrocatalisadores | Eletroquímica | oxidação da lignina | produtos valiosos | Redução de CO2 | Técnicas Avançadas de Tratamento de Efluentes

Resumo

O crescente consumo de combustíveis fósseis associados às emissões antropogênicas de CO2 levou ao atual cenário de aquecimento global e crise energética. A reação de redução eletrocatalítica de CO2 (RRCO2) é uma estratégia promissora para alcançar a neutralidade de carbono. Para isso, este projeto visa desenvolver catalisadores bifuncionais eficientes e seletivos para RRCO2 com foco em combustíveis, como metanol e etanol. Através do método hidrotermal simples, a síntese desses eletrocatalisadores será baseada nos metais de transição, como Ni, Co, Cu e Fe suportados em nanofitas de grafeno. Para aumentar a viabilidade econômica do processo, será integrada a reação de oxidação da lignina (ROL) para gerar produtos químicos valiosos. Em um reator de fluxo contínuo, serão exploradas as variáveis de pH, potencial e fluxo de alimentação dos reagentes no sistema para otimizar a eficiência energética e faradaica. Os materiais serão submetidos a caracterização eletroquímica, e uma análise abrangente de sua composição, morfologia, natureza química e cristalinidade fornecerá compreensão sobre seu desempenho catalítico, incluindo seletividade e estabilidade. Com o desenvolvimento desse sistema bifuncional, almeja-se obter altas taxas de rendimento de produtos valiosos e altamente seletivos, através da utilização de eletrodos com maiores densidades de correntes, mais resistentes à lixiviação, ao mesmo tempo em que propiciamos sua reutilização e estabilidade em menor tensão geral da célula. Os produtos tecnológicos alcançados nesse projeto podem levar a soluções patenteáveis que podem ser comercialmente viáveis para empresas paulistas que tenham interesse em diminuir suas emissões de carbono e obterem produtos valiosos.