Influência do design estrutural de nanobastões porosos de CeO2 decorados com nanopartículas bimetálicas na otimização da performance da reação de deslocamento do gás d'água

Resumo

O processo de catálise heterogênea está no cerne de muitas tecnologias de processos químicos empregadas atualmente. A reação de deslocamento do gás d'água (WGSR - do inglês "Water-Gas Shift Reaction) está entre as de maior evidência na atualidade, visto que um dos seus produtos, o gás hidrogênio, que ocupa uma posição de fundamental importância na revolução energética que se propõe fazer no século XXI. A despeito da existência de uma vasta gama de catalisadores para o processamento da reação, nenhum deles ainda permite a implementação comercial desse sistema reacional em modelos miniaturizados de produção energética extensiva, como em células a combustível de veículos, as quais são uma das grandes promessas na elaboração de estratégias que reduzam a emissão de gases estufa. Inserido neste contexto, este trabalho propõe a síntese de um sistema catalítico para a reação de WGSR com um novo design estrutural baseado em uma suporte poroso constituído de nanobastões de CeO2 e ZrO2, uma morfologia ainda mais ativa cataliticamente devido à área superficial aumentada no interior da estrutura de poros, à qual serão ancoradas nanopartículas metálicas de ouro e ródio. O óxido de cério (IV), CeO2, é um material de baixa toxicidade, baixo custo de obtenção, além de sua síntese exibir baixo nível de complexidade, características que em conjunto o classificam como um potencial catalisador de implementação comercial. Este óxido exibe notórias propriedades catalíticas para a reação de WGSR, em especial sua morfologia de nanobastões, que possui uma estrutura de vacâncias e planos estruturais mais ativos. Os sistemas químicos integrados assim formados a partir do suporte das nanopartículas serão avaliados frente a sua atividade catalítica de produção de hidrogênio, ao tamanho, à temperatura de operação, morfologia, composição, e por fim, possibilidade de, implementação em maior escala na aplicação de sistemas catalíticos da reação de deslocamento de gás d'água. (AU)