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Linhas de Pesquisa
Síntese de Catalisadores Nanoestruturados
Através de uma síntese controlada, podemos produzir materiais nanoestruturados com controle preciso sobre a morfologia, as faces cristalinas expostas e a distribuição do tamanho das partículas. Técnicas de caracterização, combinadas com testes catalíticos, permitem estabelecer uma relação direta entre essas propriedades físicas, químicas e o desempenho catalítico. Esse retorno é fundamental para refinar o método de síntese, a fim de maximizar a eficiência de conversão e a seletividade dos produtos, garantindo que os catalisadores nanoestruturados estejam otimizados para sua aplicação química específica.
SÃntese
Catálise Computacional
O uso de ferramentas teóricas e numéricas auxilia na compreensão de sistemas catalíticos. A aplicação de resultados da teoria do funcional da densidade, modelagem microcinética, inteligência artificial e estimativa de parâmetros é fundamental para esclarecer características que não podem ser investigadas por técnicas experimentais.
Síntese de Fischer-Tropsch
Uma reação com quase um século de existência, transforma o gás de síntese (CO e Hâ‚‚) em hidrocarbonetos valiosos, desde olefinas leves até ceras pesadas. Essa tecnologia versátil oferece um caminho sustentável para a produção de combustíveis e produtos químicos de baixo carbono, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e potencialmente mitigando as emissões de gases de efeito estufa. Ao controlar cuidadosamente as condições da reação e compreender o complexo mecanismo envolvido, os pesquisadores podem personalizar a distribuição do produto. Um desafio científico atual para a FTS é a melhoria da eficiência energética.
COâ‚‚ Upgrading
A valorização do COâ‚‚ possui um grande potencial para combater as mudanças climáticas e contribuir para um futuro mais sustentável. Na verdade, o COâ‚‚ pode ser hidrogenado para produzir uma variedade de produtos, incluindo metano, metanol, DME, álcoois superiores e hidrocarbonetos. Essas substâncias podem servir como combustíveis mais limpos e moléculas versáteis para a síntese de produtos químicos valiosos. No entanto, são necessárias pesquisas contínuas e avanços tecnológicos para superar os desafios e realizar todo o potencial dessa tecnologia promissora.
Etanol Upgrading
O etanol é uma commodity importante para a economia brasileira, mas seu uso como combustível pode diminuir nos próximos anos devido à expansão da participação de mercado dos veículos elétricos. No entanto, ele ainda pode ser utilizado como uma plataforma química para a síntese de uma infinidade de produtos químicos valiosos, incluindo oxigenados superiores e olefinas.
Design de Catalisadores por Manufatura Aditiva
Explora o uso da impressão 3D para criar catalisadores e suportes catalíticos avançados em processos como produção de hidrogênio e biocombustíveis. A fabricação aditiva permite a construção de reatores metálicos com microcanais e geometrias complexas, melhorando a transferência de calor e massa e aumentando a eficiência. Integrando diferentes metais diretamente no catalisador, é possível ajustar a atividade e seletividade das reações. Além disso, a combinação do leito catalítico com o trocador de calor em uma unidade compacta permite a miniaturização e intensificação dos processos, oferecendo soluções mais eficientes e sustentáveis.
Caracterização Avançada
Técnicas avançadas de caracterização de catalisadores, como XRD refinado por Rietveld, DRIFTS, microscopia, espectroscopia Raman e XPS, fornecem informações valiosas sobre a estrutura, composição e reatividade dos catalisadores. Fontes de luz de síncrotron, como as disponíveis no LNLS, oferecem resolução e sensibilidade incomparáveis, permitindo que os pesquisadores investiguem a escala atômica e molecular. Ao combinar essas poderosas técnicas, podemos desvendar as propriedades físico-químicas intrínsecas de um catalisador e os mecanismos complexos subjacentes às reações catalíticas.
Técnicas avançadas de caracterização de catalisadores, incluindo XRD refinada por Rietveld, DRIFTS, microscopia, espectroscopia Raman e XPS, fornecem insights valiosos sobre a estrutura, composição e reatividade dos catalisadores. Fontes de luz de síncrotron, como as disponíveis no LNLS, oferecem resolução e sensibilidade incomparáveis, permitindo que os pesquisadores investiguem a escala atômica e molecular. Ao combinar essas poderosas técnicas, podemos desvendar as propriedades físico-químicas intrínsecas de um catalisador e os mecanismos complexos subjacentes às reações catalíticas.
Upcycling químico de plástico
A transição de uma economia linear para uma economia circular precisa passar por caminhos de reciclagem de materiais. No caso dos plásticos, isso nem sempre é trivial, já que os métodos de reciclagem mecânica estabelecidos nem sempre são viáveis. A reciclagem química surge como uma abordagem para preencher essa lacuna, mas o desafio é garantir a qualidade do produto reciclado e torná-lo economicamente atraente.
Metano Upgrading
O metano é um dos gases de efeito estufa mais prejudiciais ao meio ambiente e é termodinamicamente estável. Utilizá-lo como matéria-prima para processos de aprimoramento é, portanto, desafiador. Nossa pesquisa tem como objetivo converter o metano em olefinas leves, metanol e hidrogênio, como formas de reduzir seu impacto ambiental.
Hidroprocessamento
O hidroprocessamento é crucial para a produção de combustíveis mais limpos e sustentáveis, removendo contaminantes de combustíveis fósseis e renováveis. Dada a crescente demanda por biocombustíveis e as regulamentações ambientais, a pesquisa nessa área é fundamental. Nosso foco é desenvolver novos catalisadores e processos mais sustentáveis, além de criar protocolos acelerados de desativação para prever o desempenho e a durabilidade dos catalisadores. Isso visa melhorar a eficiência e sustentabilidade dos processos, contribuindo para uma matriz energética mais sustentável e a economia circular.
Pirólise de Biomassa
O Brasil é um dos países com o maior potencial de biomassa. Processar resíduos das diversas indústrias agrícolas do país é uma forma de fechar o ciclo de materiais e agregar valor às suas biorrefinarias. Da produção de combustíveis para os usuários finais a produtos químicos finos, a pirólise da biomassa é uma estratégia para sintetizar uma variedade de produtos a partir de matérias-primas intrinsecamente heterogêneas.
DFT
FTS
co2
etanol
design
caracterização
up
metano
hidroprocess
pirolise
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