Reciclagem eletroquímica de metais a partir do e-lixo: uma abordagem sustentável para produção de amônia e hidrogênio verde

Resumo

A economia circular propõe que a forma tradicional, e não sustentável, de extração, produção, utilização e descarte dos recursos naturais seja repensada, de forma a mantê-los em uso pelo maior tempo possível. Soma-se a este contexto, a necessidade do mundo moderno em produzir H2 e NH3 por rotas alternativas, que ocorram com menor custo energético e não emitam gases poluentes. Neste sentido, este projeto propõe reciclar metais para serem reutilizados como eletrocatalisadores na produção eletroquímica de NH3 e H2 verde. Para isso, será empregada a técnica de eletrodeposição, utilizando como precursor uma solução multimetálica proveniente da biolixiviação do lixo eletrônico (e-lixo). Ao final, a fim de fechar o ciclo de reutilização dos recursos naturais, a água residual da remoção dos metais será utilizada como fonte de prótons na produção eletroquímica de NH3 e H2. Serão investigadas diferentes combinações de ligas metálicas, baseadas em Cu, Ni, Fe, a fim de encontrar uma relação otimizada entre composição, estrutura, morfologia e cristalinidade, que resulte em eletrocatalisadores altamente eficientes para a produção de NH3 e H2 sob condição ambiente. Para a geração de NH3, espera-se que o catalisador propicie a conversão de N2 e H+ a NH3 sob condição ambiente e aplicação de potencial; enquanto, para a eletrólise da água, espera-se a obtenção de eletrocatalisadores bifuncionais, que atuem tanto para a reação de desprendimento de hidrogênio (RDH) quanto para a reação de desprendimento de oxigênio (RDO) em meio ácido e/ou alcalino, de modo a aumentar a eficiência da produção de H2.