ELETRORREDUÇÃO DE NITRATO À AMÔNIA EM ELETRODOS TANDEM Co3O4/Ag2O

• Processo: 25/03895-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Raphael Nagao de Sousa
• Beneficiário: Samuel Carlos Silva
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/03807-7 - Redução Eletroquímica de Nitrato à Amônia Catalisada por Átomos Isolados e Óxidos Metálicos, AP.R
• Assunto(s): Amônia Eletrocatálise Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amônia | Eletrocatálise | Tandem | Eletroquímica

Resumo

A busca por fontes de energia limpas e sustentáveis tem sido uma prioridade em todo o mundo. A amônia se encaixa nessa busca como uma molécula central, pois pode atuar como carregador denso de energia. Entretanto, a necessidade de combustíveis fósseis para a síntese tradicional de NH3 acarreta uma preocupante emissão de CO2 e um gasto significativo da produção de energia global. A eletrossíntese de NH3 é um método alternativo ao processo de Haber-Bosch e que, além de ser capaz de gerar amônia verde, pode auxiliar na eliminação do nitrato, poluente de cursos d'água advindo da má utilização de fertilizantes nitrogenados. Propõe-se nesse projeto a utilização de eletrodos compostos de Co3O4 espinélio com fases adjacentes de Ag2O a fim de induzir um mecanismo Tandem. Nesse contexto, a formação de nitrito pela eletrorredução de nitrato será intensificada pela presença dos óxidos de prata, consecutivamente, convertidos em amônia nos óxidos de cobalto. Espera-se com essa estratégia de engenharia do material um aumento da atividade e seletividade catalítica de formação de amônia além da diminuição do sobrepotencial da reação. Considerando que a aplicação de potenciais negativos podem alterar a estrutura cristalina e composição dos óxidos metálicos pela redução eletroquímica, torna-se necessária a utilização de técnicas in situ para o reconhecimento dos reais sítios ativos. Para esse fim será utilizado as técnicas com resolução temporal: XAS e DEMS acopladas à célula eletroquímica para monitorar o estado de oxidação e coordenação do átomo metálico juntamente com a distribuição dos produtos voláteis formados na eletrossíntese de amônia.