Catalisadores moleculares assistidos por Nitretos de Carbono Cristalino para Redução Fotocatalítica de CO2

• Processo: 25/04914-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 17 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 16 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ivo Freitas Teixeira
• Beneficiário: Pietra Flores Rainho Martins
• Supervisor: Carla Casadevall Serrano
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut Català D'Investigació Química, Espanha
• Vinculado à bolsa: 23/13283-2 - Fotocatalisadores com Single-Atoms Suportados em Nitretos de Carbono para Reações de Transferência de Hidrogênio, BP.IC
• Assunto(s): Fotocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: artificial photosynthesis | Molecular Complexes | photocatalysis | Reduction | Single atoms | Fotocatálise

Resumo

As Nações Unidas reconheceram o acesso à energia acessível e sustentável como um objetivo crucial para o desenvolvimento sustentável global. Nesse contexto, a fotossíntese artificial surgiu como uma tecnologia promissora, imitando a fotossíntese natural para produzir combustíveis e produtos químicos de forma sustentável, convertendo a energia solar em ligações químicas. Essa abordagem utiliza recursos abundantes e prontamente disponíveis, como água e dióxido de carbono, como matéria-prima para gerar combustíveis e produtos químicos, com a energia solar atuando como força motriz.Dentre os diversos sistemas desenvolvidos para a conversão fotocatalítica de CO¿, os sistemas baseados em porfirinas se destacam. Suas características únicas-como estabilidade térmica e fotoquímica, adaptabilidade sintética por meio da modificação de ligantes, ajustabilidade do centro metálico e excelentes propriedades de absorção de luz-tornam as porfirinas ideais tanto como catalisadores quanto como cromóforos. No entanto, o desenvolvimento de sistemas eficientes de fotossíntese artificial continua sendo um grande desafio, exigindo a integração de processos complexos, como oxidação da água, redução do CO¿, absorção eficaz da luz e separação de cargas.Para atingir padrões de aplicação prática, são necessários avanços significativos para melhorar a eficiência, seletividade, escalabilidade e estabilidade. Por um lado, os sistemas moleculares permitem uma compreensão mecanística detalhada e maior seletividade dos produtos, enquanto os sistemas heterogêneos aumentam a eficiência e a estabilidade dos processos de redução do CO¿, embora melhorias na seletividade e no escopo dos produtos ainda sejam necessárias para aplicações práticas. Nesse contexto, uma abordagem promissora é o desenvolvimento de sistemas híbridos formados pela heterogeneização de complexos moleculares capazes de reduzir fotocataliticamente o CO¿ em suportes à base de carbono que atuam como captadores de luz, como os nitretos de carbono. Esses sistemas convertem CO¿ em produtos químicos valiosos, como metanol ou ácido fórmico, utilizando energia solar. Este projeto tem como objetivo projetar, sintetizar e avaliar complexos moleculares à base de metais de transição que incorporem ligantes captadores de luz e centros catalíticos otimizados para a redução seletiva do CO¿ em condições brandas. (AU)