Desenvolvimento de eletrocatalisadores para a eletrorredução de CO2 e foto-eletrooxidação da água: investigação dos produtos reacionais por espectrometria de massas on-line em fluxo

Resumo

Com a crescente demanda de consumo de energia mundial e esgotamento das fontes dos combustíveis fósseis, aliado com a crise do aquecimento global, a obtenção de uma nova fonte de energia que não resulte em danos ambientais, que seja sustentável e de baixo custo, tem sido um dos maiores desafios atualmente. Desenvolver sistemas eletroquímicos que envolvam reações observadas na fotossíntese natural, para a síntese de produtos de valor agregado elevado, na chamada fotossíntese artificial, é o que motiva muitos pesquisadores e é alvo de intensa pesquisa. Assim, torna-se importante o desenvolvimento de eletrocatalisadores ativos e estáveis para a eletrorredução de CO2 e para a foto-eletrooxidação da água. Diante deste cenário, esse projeto de pesquisa tem como objetivo a síntese e testes da atividade, estabilidade e seletividade de eletrocatalisadores nanoestruturados, formados à base de Cu e ZnO para a eletrorredução da molécula de CO2 (eletrocatálise), em meio neutro, e à base de WO3 para a foto-eletrooxidação da água (foto-eletrocatálise), em meio ácido, neste segundo caso usando um simulador de luz solar como fonte de energia. Também, será considerada a foto-eletrooxidação de moléculas orgânicas simples, como o ácido fórmico e o etanol. Os eletrocatalisadores serão sintetizados e caracterizados por técnicas que envolvem hidrólise, redução química, e tratamento térmico. As atividades eletrocatalíticas e seletividade serão estudadas por técnicas eletroquímicas acopladas com espectrometria de massas em experimentos de DEMS (Differential Electrochemical Mass Spectrometry) em fluxo e on-line. Serão determinadas as correlações entre composição/estrutura das nanopartículas com a distribuição dos produtos reacionais. (AU)