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Plataforma de Apoio a Gestão Estratégica - PAGE/UCB
Projeto: Síntese de nanocompósito de nanoplacas de TiO2 com facetas {001} expostas e grafeno “verde” aplicado a produção fotocatalítica de hidrogênio via water splitting e fotorredução de CO2 otimizada por Inteligência Artificial
| Coordenador(a): | LUIZ FERNANDO ROMANHOLO FERREIRA  |
| Vigência: | 01/08/2025 a 31/07/2028 |
| Situação: | Ativo |
| Programa/Curso: | Ciências Genômicas e Biotecnologia - Stricto Sensu |
| Agência: | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico |
| Edital: | Chamada CNPq Nº 18/2024 Bolsas de Produtividade do CNPq |
| Chamada | Chamada Única |
Resumo:
| Sabe-se que a morfologia dos cristais de TiO2 é de suma relevância na sua eficiência fotocatalítica, tendo a faceta {001} como a de maior atividade catalítica. Sendo assim, sintetizar cristais de TiO2 com alta exposição dessa faceta é de grande interesse para otimizar sua aplicação fotocatalítica. As nanoplacas de TiO2 serão também dopadas com nitrogênio e decoradas com átomos de cobre. Essas modificações são esperadas para melhorar ainda mais a eficiência e a capacidade de absorção de luz. Adicionalmente, as nanoplacas de TiO2 desenvolvidas serão impregnadas com grafeno, esperando resultar em fotocatalisadores com uma eficiência energética capaz de possibilitar a aplicação em média e larga escala na produção de H2 combustível, impactando significativamente na redução da poluição gerada pela queima de combustíveis fósseis. Pretende-se, assim, contribuir para a substituição gradativa dos hidrocarbonetos derivados do petróleo pelo H2, para diminuir e neutralizar as emissões de gases de efeito estufa, auxiliando o Brasil no seu comprometimento na redução de 37% das emissões de gases de efeito estufa até 2025 e de 43% até 2030, além de elevar 23% da produção de energias renováveis não-hídricas até 2030. A produção de H2 via water splitting poderá auxiliar o país com estes objetivos, entretanto, a produção de H2 no Brasil ainda é mínima, mesmo com o alto potencial energético proveniente da incidência solar durante todas as estações do ano. Por isto, espera-se então, fomentar através deste projeto a utilização deste recurso energético natural e abundante na nossa nação. Em uma segunda etapa do projeto, será explorada a conversão fotocatalítica de CO2 utilizando heterojunções TiO2-Cu sob diferentes condições de reação. Cabe destacar que, as ações propostas neste documento, possuem aderência aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas (ONU), em especial os objetivos 7, 9 e 12, conforme a proposta do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA) de adequação dos ODS - Agenda 2030. O grafeno será produzido pela metodologia de esfoliação em fase líquida por cisalhamento, uma tecnologia “verde” que não se utiliza de oxidantes químicos fortes (comumente usados nas sínteses de óxido de grafeno, óxido de grafeno reduzido e quantum dots de grafeno), além de superar o baixo rendimento da esfoliação em fase líquida por ultrassom. O uso desta técnica de vanguarda permitirá uma produção suficiente de material para realização de múltiplos ensaios experimentais, estes serão usados para compor um banco de dados robusto capaz de fornecer as condições necessárias para o desenvolvimento de um modelo de Inteligência Artificial, que servirá para análise, simulação e otimização da eficiência do fotocatalisador sintetizado na produção de H2 via water splitting e fotorredução de CO2. A presente proposta visa incrementar o fotocatalisador com grafeno, analisando a estrutura e a fotoatividade do novo nanocompósito. Parte do experimento já é de domínio do grupo de pesquisa, situando o projeto nos índices entre TRL3/MRL 3 e TRL 4 e MRL 4, já que parte dos componentes principais está validada e testada em ambiente laboratorial, assim como a integração de novos materiais está em desenvolvimento. |
Equipe:
Orçamento Aprovado:
| Valor Total | R$ 0,00 |