Redução eletroquímica de dióxido de carbono visando a síntese de precursores de materiais poliméricos

Resumo

Em vista das graves consequências ambientais ocasionadas pelo aumento contínuo dos níveis de dióxido de carbono (CO2) atmosférico, tecnologias para sua conversão em produtos químicos de valor agregado constituem um campo de estudo de alta prioridade. Nesse contexto, a redução eletroquímica de CO2 (RECO2) é considerada uma via promissora por possibilitar a produção de insumos químicos de alta demanda. Contudo, apesar do progresso recente, avanços substanciais ainda são necessários para atender aos critérios de seletividade e eficiência para aplicações práticas, sobretudo na produção de moléculas multicarbono desejáveis, como etileno. A chave para enfrentar esses desafios e alcançar um acoplamento C-C eficiente via RECO2, reside em estratégias com ênfase no estudo de eletrocatalisadores, eletrólitos, configuração do eletrodo/reator e elucidação de seus mecanismos correspondentes. Neste projeto de doutorado, sob uma perspectiva inédita na literatura, estudaremos a conversão eletroquímica de CO2 em moléculas orgânicas multicarbono de alto valor agregado, por meio de uma abordagem envolvendo catalisadores de nanopartículas e multicamadas metálicas, eletrólitos baseados em líquidos iônicos de baixo custo e reatores de fluxo. O efeito de variáveis intrínsecas ao sistema e aspectos fundamentais do problema serão avaliados por meio de simulações envolvendo método dos elementos finitos e a otimização do sistema orientada por ferramentas quimiométricas, minimizando o custo total do projeto e a geração de resíduos.