Aplicação de eletrodos de difusão gasosa modificados com óxido de manganês (III) em reatores de fluxo para produção de produtos de alto valor agregado a partir de glicerol

• Processo: 25/08726-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Beneficiário: Raira Souza de Santana Castro
• Supervisor: Manuel Andres Rodrigo Rodrigo
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidad de Castilla-La Mancha, Ciudad Real (UCLM), Espanha
• Vinculado à bolsa: 24/10972-4 - Síntese e caracterização de novos eletrocatalisadores para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio e suas aplicações tecnológicas, BP.PD
• Assunto(s): Ácidos carboxílicos Economia circular Eletrodiálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ácidos carboxílicos | economia circular | eletrodiálise | eletrodos de difusão gasosa (GDEs) | Peróxido de Hidrogênio (H2O2) | Processos eletroquímicos | Técnicas Avançadas de Tratamento de Águas

Resumo

O glicerol, um subproduto gerado pela indústria do biodiesel, é um composto multifuncional com potencial para ser convertido em mais de 2.000 produtos de química fina em sua forma bruta. No entanto, devido à sua baixa pureza e à presença de diversas impurezas (como metanol, sabões, catalisadores, sais e matéria orgânica), uma parcela significativa do glicerol obtido durante a síntese do biodiesel é vendida a baixo custo, o que limita seu valor industrial e econômico. Diante desse cenário, diversas alternativas de tratamento têm sido propostas para a valorização desse subproduto, com foco em sua conversão em compostos de maior valor agregado. Dentre elas, a geração eletroquímica in situ de peróxido de hidrogênio (H2O2) tem se destacado como uma estratégia eficaz e sustentável dentro de processos eletroquímicos avançados. Além disso, a combinação sinérgica de eletrólise e eletrodiálise permite a produção eficiente de carboxilatos, agregando valor aos subprodutos gerados. Assim, a integração de diferentes tecnologias eletroquímicas é de grande relevância. Além disso, oferece vantagens significativas em relação aos tratamentos convencionais, incluindo maior eficiência na remoção de contaminantes, melhor recuperação de subprodutos e maior confiabilidade operacional. Este projeto BEPE propõe a aplicação de eletrodos de difusão gasosa (GDEs), baseados em carbono black e modificados com metais recuperados de resíduos de baterias alcalinas (óxido de manganês (III) (Mn2O3)) e previamente caracterizados eletroquimicamente no Brasil, em relação ao projeto geral de pós-doutorado, para tratamento de águas residuais visando a geração de produtos de valor agregado. A eletrogeração de H2O2, eficiência de degradação, vazão volumétrica, densidade de corrente, pH e consumo de energia do processo serão avaliados. Além disso, a eletrodiálise será integrada ao sistema, juntamente com a membrana aniônica, para aumentar a seletividade iônica e melhorar o acúmulo de ácidos carboxílicos gerados. A proposta está alinhada aos princípios da economia circular e aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável - ODS (7, 12, 13). Portanto, propomos sistemas eletroquímicos integrados como uma solução inovadora, sustentável e economicamente viável para os desafios ambientais contemporâneos.