Carbon powder from sugarcane bagasse: Controlled synthesis for on-demand H2O2 electrogeneration

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Sperandio, D. C. ; Lourenco, J. C. ; Nogueira, B. ; Kronka, M. S. ; Fortunato, G. V. ; Siqueira, A. F. ; de Siervo, A. ; Rodrigues, L. A. ; Rodrigo, M. A. ; Lanza, M. R. V. ; Rocha, R. S.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: RENEWABLE ENERGY; v. 244, p. 13-pg., 2025-05-01.

Resumo

In this study, we developed a green synthesis route to produce a conductive carbon material selective towards H2O2 electrogeneration, utilizing sugarcane bagasse (SCB), an abundant byproduct of the sugar and ethanol industries, as the feedstock. Through a tailored process involving impregnation with phosphoric acid and thermal activation, we synthesized amorphous porous carbon with outstanding properties - a surface area above 1500 m2g-1 and adjustable porosity from meso to micropores. The application of the optimized carbon material in the Gas Diffusion Electrode (GDE) yielded an H2O2 concentration of up to 1900 mg L- 1 in 120 min of electrolysis, even at practical current densities of up to 160 mA cm- 2. The findings of this study point to the suitability of SCBderived carbon material as a sustainable and cost-effective alternative to the traditional petrol-derived carbon materials typically employed in H2O2 electrogeneration; clearly, these findings have promising implications for environmentally conscious practices. (AU)

• Processo FAPESP: 19/04421-7 - Produção e caracterização de nanocompositos metal-grafeno ou óxido de grafeno visando a produção eletrocatalítica de peróxido de hidrogênio: Uma aplicação à degradação de desreguladores endócrinos por processos eletroquímicos oxidativos avançados
• Beneficiário: Guilherme Vilalba Fortunato
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 21/13769-7 - Degradação de disrruptor endócrino usando peróxido de hidrogênio eletrogerado em associação com fotocatalisadores
• Beneficiário: Robson da Silva Rocha
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Processo FAPESP: 23/12207-0 - Novo reator eletroquímico e uso de biomassa para obtenção de carbono ativo: novos processos para geração de peróxido de hidrogênio
• Beneficiário: Robson da Silva Rocha
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/23464-3 - Estudo da degradação dos agrotóxicos paraquat, metam-sódico e carbaril via Processos Oxidativos Avançados Eletroquímicos (POAE) utilizando eletrodos de difusão gasosa modificados com óxidos bimetálicos
• Beneficiário: Matheus Schiavon Kronka
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 22/12895-1 - Processos avançados para a degradação de poluentes emergentes: materiais catalíticos, sensores eletroanalíticos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 21/12053-8 - Uso de lodo de tratamento de esgoto na síntese de carbono ativo modificado com óxidos nano estruturados (Ce, Nb, Ta, e Pd ) e sua aplicação na geração eletroquímica de peróxido de hidrogênio
• Beneficiário: Julio César Lourenço
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado