Avaliação da Influência do Microambiente Eletroquímico na Performance da Reação de Redução de CO2

Resumo

O aumento da concentração de gases do efeito estufa na atmosfera, impulsionado principalmente pelas emissões de CO2, representa um desafio global urgente. Neste contexto, a redução eletroquímica de CO2 (CO2RR) surge como uma tecnologia promissora para mitigar esse problema, convertendo o CO2 em produtos químicos de valor agregado. No entanto, a baixa solubilidade do CO2 em água e a competição com as reações de evolução de hidrogênio (REH) limitam a eficiência do processo. Desta forma, este projeto de pesquisa visa desenvolver uma metodologia para modificar o microambiente reacional dos eletrodos de trabalho, com o objetivo de otimizar o processo de redução eletroquímica de CO2. A modificação proposta envolve a síntese de um hidrogel de poliacrilamida (PAM) incorporando etanolamina (ETA), a fim de aumentar a concentração de CO2 na interface do eletrodo, modular o pH local e suprimir a REH. Entre o catalisador (Cu foam) e o hidrogel será depositada uma fina camada hidrofóbica para melhor controle e favorecimento das reações de interesse. A eficácia da metodologia será avaliada por meio de testes eletroquímicos em uma célula do tipo conjunto membrana eletrodo (MEA), a qual será construída para acoplar o eletrodo de trabalho modificado. Os valores de densidade de corrente, eficiência Faradaica e estabilidade a longo prazo serão comparados com os do eletrodo intrínseco. Ademais, espera-se que a modificação do microambiente reacional promova a captura e difusão do CO2, viabilizando a utilização de fontes de CO2 de baixa pureza, como gases de combustão. (AU)