quarta-feira , 29 junho 2022
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Grupo estuda como transformar moléculas orgânicas em eletricidade, combustível e matéria-prima industrial

Pesquisadores do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) e colaboradores utilizaram um tipo de reação eletroquímica conhecido como eletroxidação para promover a transformação de moléculas orgânicas, como glicerol e metanol, e gerar hidrogênio, eletricidade e outras substâncias que podem servir de matéria-prima para a indústria.

O CINE é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por FAPESP e Shell. Tem sedes na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), na Universidade de São Paulo (USP) e no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen).

Mais conhecido por glicerina, seu nome comercial, o glicerol é um composto derivado de óleos e gorduras, usado na indústria química. Atualmente, é obtido principalmente a partir da produção de biodiesel. A cada mil litros de combustível gerados a partir de óleos vegetais ou gordura animal, sobram cerca de 100 litros de glicerol. Diante de um possível aumento na produção de biocombustíveis no futuro, torna-se necessário encontrar novos usos para o glicerol, que pode se converter em importante poluente se descartado no ambiente.

Nos estudos coordenados por Elton Sitta, professor da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), foram realizados experimentos em células eletroquímicas, dispositivos formados por dois eletrodos e uma solução chamada de eletrólito. Os pesquisadores utilizaram platina em um dos eletrodos, onde ocorrem as reações de eletroxidação, um processo escalável, possível de gerar eletricidade e novas moléculas.

No primeiro trabalho, publicado na revista Electrochimica Acta em 2021, os autores estudaram em detalhe a eletroxidação do glicerol em sistemas com diferentes eletrólitos alcalinos.

Por meio do uso de técnicas que estão sendo aprimoradas por pesquisadores do CINE, sob coordenação do professor da Unicamp Pablo Sebastián Fernández, foi possível coletar amostras da superfície do eletrodo enquanto as reações ocorriam e identificar e quantificar as substâncias. Dessa forma, os autores observaram a formação de glicerato e lactato, compostos utilizados nas indústrias farmacêutica, cosmética e têxtil.

O segundo trabalho trata dos fenômenos complexos que geram oscilações na eletroxidação do metanol. A pesquisa conseguiu identificar, mapear e explicar essas oscilações. Totalmente realizado na UFSCar, o trabalho foi destaque de capa da revista Physical Chemistry Chemical Physics. O metanol é um álcool que pode ser extraído da madeira ou de sobras de reflorestamento, mas atualmente é fabricado a partir do gás natural.

Por meio da compreensão dos fenômenos fundamentais que ocorrem na eletroxidação dessas substâncias, as pesquisas podem contribuir para o desenvolvimento de tecnologias de produção de combustíveis, eletricidade e matérias-primas a partir de fontes renováveis usando processos limpos e escaláveis.

“O uso de moléculas orgânicas como glicerol e metanol é uma alternativa interessante à oxidação da água na produção de hidrogênio”, explica o professor Sitta. “Em geral, é mais fácil oxidar essas moléculas do que a água para fornecer os elétrons necessários para a formação de hidrogênio.”

O hidrogênio é utilizado na indústria alimentícia e também em veículos ainda experimentais com células a combustível, equipamentos que extraem elétrons do hidrogênio e fornecem energia a motores elétricos.

O artigo Glycerol electro-oxidation at Pt in alkaline media: influence of mass transport and cations pode ser encontrado em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001346862101608X?via%3Dihub.

Já o estudo Oscillatory dynamics during the methanol electrooxidation reaction on Pt pode ser lido em: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/CP/D1CP02490F.

Fonte: Agência FAPESP com informações da Assessoria de Imprensa do CINE.

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