Desenvolvimento de sistema fotoeletrocatalítico para conversão de CO2 e CH4 a produtos com valor agregado

Resumo

A Agroindústria é uma das principais atividades financeiras brasileira, destacando-se o setor sucroalcooleiro para produção de açúcar e etanol. Apesar da relevância monetária desse complexo industrial, há um desgaste ambiental associado à liberação anual de toneladas de gás carbônico (CO2) e biometano (CH4). Como esses gases são os principais causadores do efeito estufa, faz-se necessário o desenvolvimento de tecnologias e processos para minimização de suas emissões. Neste sentido, destacam-se os processos fotocatalíticos que podem converter CO2 e CH4 em moléculas orgânicas de interesse econômico. A eficiência da fotocatálise pode ser otimizada pela utilização de processos fotoeletrocatalíticos, que são capazes de separar de forma mais eficiente as cargas fotogeradas. Apesar de haver diversos estudos relacionados à síntese de fotoeletrocatalisadores, poucos visam sua aplicação em reatores fotoeletrocatalíticos com design industrial de alto rendimento. Neste contexto, este projeto de pós-doutorado tem como objetivo principal o desenvolvimento de um sistema fotoeletrocatalítico para conversão simultânea de CO2 (por redução) e CH4 (oxidação controlada) a compostos com maior valor agregado. Pretende-se utilizar um sistema fotoânodo/fotocátodo (TiO2/Cu2O) e uma nova concepção de reator, considerando elementos de micro fluidodinâmica e intensificação de processos. O reator irá operar potenciostaticamente e será dada especial atenção à questão da transferência de massa. Sendo assim, serão avaliados diferentes parâmetros de processo, tais como velocidade de escoamento, potencial aplicado e uso de promotores de turbulência. Assim, deseja-se estabelecer quais são os melhores parâmetros de processo que forneçam elevada seletividade para produtos com maior valor agregado, cinéticas de fotoeletrocatálise mais rápidas e menor consumo de energia. (AU)