Engenharia de Estrutura Eletrônica no design de catalisadores aplicados em motores-foguete a propulsão híbrida

Resumo

O desenvolvimento da propulsão química tem papel central no progresso da propulsão aeroespacial no século XXI. Na tecnologia de propulsão híbrida, um dos principais desafios situa-se na compatibilidade térmica entre os componentes do grão combustível, em especial, entre o combustível e a matriz polimérica, chamada binder. Para superar este obstáculo, pode-se utilizar catalisadores de decomposição térmica na composição física do binder com a finalidade de diminuir a temperatura de degradação térmica deste e, consequentemente, aumentar a taxa de queima do grão combustível. Nesse sentido, a escolha e otimização do catalisador a ser empregado pode se beneficiar de estudos teóricos prévios. O objetivo deste projeto de doutorado é estudar a estrutura eletrônica de catalisadores já utilizados em motores-híbridos, como complexos metálicos de acetilacetonato (de Cu, Ni, Cr e Co) mono, bi e tridentados. A abordagem a ser utilizada consiste em descrever tanto a estrutura eletrônica dos catalisadores quanto a interação intermolecular destes com o binder comumente utilizado. A ideia central é caracterizar alguns aspectos centrais no funcionamento destes catalisadores, com o objetivo final de auxiliar grupos de pesquisa experimentais no desenvolvimento de grãos combustíveis para propulsão híbrida, em particular, na escolha de materiais adequados para melhorar a compatibilidade térmica entre combustível e binder. Um objetivo secundário consiste na utilização das técnicas desenvolvidas neste projeto para a elaboração de novos nanomateriais com aplicação em catálise.