Otimização da Composição e Estudo dos Mecanismos de Ligas de Alta Entropia para a Produção de Amônia através de Planejamento de Experimentos e Técnicas de Radiação Síncrotron

• Processo: 25/07234-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Raphael Nagao de Sousa
• Beneficiário: Luiz Otávio Orzari
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química (IQ)
• Vinculado ao auxílio: 17/11986-5 - Geração e Armazenamento de Novas Energias: trazendo desenvolvimento tecnológico para o país, AP.PCPE
• Assunto(s): Eletrocatálise Ligas de alta entropia Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amônia verde | Eletrocatálise | Ligas de Alta Entropia | Eletroquímica

Resumo

Tendo utilidade em diferentes indústrias, a amônia é uma molécula chave do mundo moderno, sendo extensivamente produzida pelo processo de Haber-Bosch. Este, é um protocolo agressivo de redução de H2 com N2, em condições altamente energéticas, com elevadas temperatura e pressão. Além disso, as plantas industriais modernas também consomem combustíveis fósseis para a geração de H2. Alternativas a este método são uma das preocupações da comunidade científica, especialmente considerando a busca por fontes de energia mais limpa, a qual a amônia também é uma excelente candidata. Uma das opções, que se mostra consideravelmente mais sustentável, é a produção por meios eletroquímicos, especialmente a reação de redução de nitrato (RRNO3). Essa rota ainda apresenta outras vantagens, como um menor sobrepotencial de reação e a possibilidade de usar águas residuárias como fonte de nitrato, tornando-a mais ambientalmente amigável, retornando a estabilidade para o ciclo do nitrogênio. A literatura apresenta catalisadores eficientes para este propósito, mas ligas de alta entropia (LAE) tem, recentemente, ganhado atenção pela melhora de desempenho. Sendo ligas compostas por ao menos cinco metais principais, sua forma estável apresenta valores elevados de entropia estrutural, o que as permitem possibilidades únicas: a sinergia entre os metais pode propiciar efeitos ampliados em relação à soma das propriedades, e múltiplos estágios da RRNO3 podem ocorrer simultaneamente. Embora muito atrativas, essas ligas são excepcionalmente complexas, o que tem levado à estudos mais restritivos em relação aos seus mecanismos. Este projeto visa estudar e otimizar o funcionamento das LAEs com a ajuda do Planejamento de Experimentos e de técnicas de radiação Síncrotron, que permitirão descrever e modelar, estatisticamente, a relação entre a composição e os mecanismos preferenciais de funcionamento para a produção de amônia. (AU)