Investigação teórica de clusters de metais de transição com suporte em materiais 2D como candidatos a catalisadores para a redução de CO2

Resumo

O aumento da concentração de CO2 na atmosfera, devido principalmente às atividades antrópicas, têm causado muitos problemas em escala global. Uma forma de amenizar esse problema é retirar o CO2 da atmosfera e transformá-lo, por meio da eletroredução, em produtos de valor agregado. Devido à alta estabilidade da molécula é necessário escolher catalisadores específicos para a redução do CO2. Estudos experimentais e teóricos têm apontado que clusters de metais de transição e materiais 2D podem ser materiais alternativos atraentes para o projeto de novos catalisadores. Com o uso desses materiais, há também um interesse crescente em catalisadores de um único átomo (SACs), onde apenas um átomo interage diretamente com o substrato, diminuindo a quantidade de material necessário para produzir os catalisadores. Apesar disso, ainda há a necessidade de maiores investigações relacionadas à atividade catalítica desses materiais para controlar sua seletividade para produtos de interesse. Portanto, este trabalho tem como objetivo realizar investigações teóricas, utilizando DFT, a respeito da estabilidade, ligação e reatividade dos clusters de metais de transição suportados em materiais 2D. Além disso, também pretendemos estudar como o tamanho e a composição dos clusters podem ser usados para melhorar o desempenho como catalisadores para a redução do CO2. Por fim, pretendemos também compreender os possíveis mecanismos de reação frente a diferentes produtos para propor estratégias de controle do produto final a partir de determinadas composições e tamanhos de catalisadores. (AU)