Desenvolvimento de uma Rota Combinada POA+RECO2 (Processos Oxidativos Avançados+Eletrorredução de Dióxido de Carbono) para Valorização de Poluentes a Produtos Orgânicos de Valor Agregado

• Processo: 24/17176-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Silva Costa Teixeira
• Beneficiário: Lívia Salles Martins
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletrodos Poluição ambiental Processos oxidativos avançados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eletrodos | eletrorredução de dióxido de carbono | Intensificação de Processos | Poluição Ambiental | Processos Oxidativos Avançados | produtos industriais de valor agregado | Tratamento avançado de efluentes

Resumo

Preocupações ambientais têm resultado no incremento de pesquisas relacionadas aos Processos Oxidativos Avançados (POA), que visam gerar espécies radicalares oxidantes que reagem com poluentes orgânicos degradando-os; quando a completa mineralização dos poluentes é alcançada são obtidos CO2, H2O e compostos inorgânicos. Com o mesmo intuito de preservar a qualidade do meio ambiente, pesquisas para captação de CO2 da atmosfera e conversão a derivados orgânicos de valor agregado também têm sido largamente realizadas. Dessa forma, liberar o CO2 presente em meio aquoso após a mineralização completa de poluentes orgânicos em processos de tratamento avançado de efluentes pode ser entendido como um claro desperdício econômico e operacional. Diante disso, o objetivo deste Projeto de Pesquisa de Doutorado consiste em estudar a associação entre a oxidação avançada eletroquímica do poluente orgânico modelo fenol (POA) com a redução eletroquímica do CO2 gerado (RECO2), buscando eficiência energética e seletividade a compostos orgânicos de valor agregado de interesse (por exemplo, metanol), por meio da seleção criteriosa de eletrodos, da otimização das condições operacionais e da configuração dos sistemas eletroquímicos, segundo uma abordagem holística. Para tanto, inicialmente serão produzidos e caracterizados eletrodos de diferentes composições e áreas superficiais. Em seguida, serão otimizados os efeitos das variáveis que interferem na RECO2 (como pH, temperatura, potencial aplicado, densidade de corrente, tipo de eletrólito e concentração, concentração do poluente e vazão de escoamento, entre outras), empregando uma célula eletroquímica de fluxo. Além disso, um reator e uma rota eletroquímica serão otimizados quanto ao consumo energético e à seletividade aos derivados de interesse. Por fim, a combinação do POA com a RECO2 será desenvolvida e avaliada, obtendo ao final um processo capaz de valorizar os poluentes a compostos orgânicos de valor agregado.