Pesquisadores do CINE elucidam transformação de moléculas orgânicas em matérias-primas e eletricidade
21 de January de 2022
21 de January de 2022

Contato



Elton Sitta
UFSCar - Brasil

Desde a lenha usada na lareira até o etanol de cana-de-açúcar que move o carro, a biomassa é uma fonte renovável e sustentável de energia. Nesses dois exemplos, a biomassa é queimada, mas existem formas mais eficientes do que a queima para aproveitar a energia armazenada em resíduos de plantas e animais. Trata-se das reações eletroquímicas, que envolvem a transformação de energia química em elétrica e vice-versa .

Em dois trabalhos publicados em 2021, pesquisadores do CINE ligados ao programa Portadores Densos de Energia e colaboradores, liderados pelo professor Elton Sitta (UFSCar), elucidam aspectos fundamentais de reações eletroquímicas (mais precisamente, de eletroxidação) usadas na transformação de moléculas orgânicas que podem ser obtidas a partir de biomassa. Na eletroxidação, que é um processo limpo e escalável, gera-se eletricidade e novas moléculas, as quais podem ser usadas como matérias-primas na indústria.

Nos trabalhos coordenados por Sitta, os experimentos foram realizados em células eletroquímicas – dispositivos simples formados por dois eletrodos e uma solução chamada de eletrólito. Ambos os estudos utilizaram platina no eletrodo principal, em cuja superfície ocorrem as reações de eletroxidação que transferem elétrons das moléculas orgânicas para o eletrodo.

No primeiro trabalho, publicado na Electrochimica Acta, os autores estudaram em detalhe a eletroxidação do glicerol (C3H8O3) em sistemas com diferentes eletrólitos alcalinos. Mais conhecido pelo seu nome comercial (glicerina), o glicerol é um composto derivado de óleos e gorduras, geralmente obtido como resíduo da produção de biodiesel. Graças ao uso de técnicas in situ que vêm sendo aprimoradas por pesquisadores do CINE na UNICAMP, sob coordenação do professor Pablo Sebastián Fernández, foi possível neste trabalho coletar amostras da superfície do eletrodo enquanto as reações ocorriam e, assim, identificar e quantificar os produtos das reações. Dessa forma, os autores observaram a formação de glicerato e lactato, compostos utilizados nas indústrias farmacêutica, cosmética e têxtil.

O segundo trabalho traz luz sobre os fenômenos complexos que geram oscilações no comportamento da eletroxidação do metanol (CH3OH) – molécula orgânica que pode ser obtida tanto a partir da biomassa quanto dos combustíveis fósseis. A pesquisa conseguiu identificar, mapear e explicar essas oscilações. O artigo publicado é o primeiro registro na literatura científica de um estudo desse tipo realizado com monocristais de platina no eletrodo principal. Totalmente realizado na UFSCar, o trabalho foi destacado em capa da Physical Chemistry Chemical Physics.

Por meio da compreensão desses fenômenos fundamentais, ambas 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”, completa. Além disso, moléculas orgânicas como o metanol e o glicerol podem ser utilizadas para converter energia química em elétrica em células a combustível. “Para isso é necessário que seja acoplado ao processo uma reação de redução que ocorra em altos potenciais”, explica Sitta.


Referências dos artigos científicos:

Glycerol electro-oxidation at Pt in alkaline media: influence of mass transport and cations.  Gabriel Melle, Matheus B .C .de Souza, Patricia V. B. Santiago, Patricia Gon Corradini, Lucia Helena Mascaro, Pablo S. Fernández e Elton Sitta. Electrochimica Acta. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2021.139318

Oscillatory dynamics during the methanol electrooxidation reaction on Pt(111). K. N da Silva, E. Sitta. Phys. Chem. Chem. Phys. https://doi.org/10.1039/D1CP02490F

Autores dos artigos que são membros do CINE: Matheus B. C. de Souza (doutorando na UNICAMP), Patricia V. B. Santiago (pós-doc na UNICAMP, Lucia Helena Mascaro (professora da UFSCar e pesquisadora no CINE), Pablo S. Fernández (professor da UNICAMP e pesquisador no CINE) e Elton Sitta (professor da UFSCar e pesquisador no CINE).

 

Contato



Elton Sitta
UFSCar - Brasil


Receba nossa Newsletter:
Captcha obrigatório
Seu e-mail foi cadastrado com sucesso!

UNICAMP - Cidade Universitária "Zeferino Vaz"
Barão Geraldo/Campinas - São Paulo | Brasil
Rua Michel Debrun, s/n, Prédio Amarelo
CEP: 13083-084
contato@cine.org.br
Patrocinadores Fundadores
Instituições Líderes
Instituições Participantes
Social media & sharing icons powered by UltimatelySocial