Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 20694
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Ambientais: ODS7 |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Primeiro autor | Ana Paula Marcelino Esteves |
| Orientador | RENATA PEREIRA LOPES MOREIRA |
| Outros membros | Geraldo Magela de Lima , Gessica do Carmo Dias, Marcela de Oliveira Brahim Cortêz, TIAGO ALMEIDA SILVA |
| Título | Síntese verde e livre de solvente de LiNbMoO₆ decorado com nanopartítulas de rutênio para a evolução de hidrogênio a partir do borano de amônia |
| Resumo | Os combustíveis fósseis enfrentam desafios crescentes relacionados ao esgotamento de recursos naturais e aos impactos ambientais de sua exploração. Nesse contexto, torna-se urgente o desenvolvimento de alternativas energéticas sustentáveis. Entre essas alternativas, o uso do hidrogênio como fonte energética se destaca por produzir apenas água como subproduto de sua combustão, além de apresentar elevada densidade energética. Porém, apresenta dificuldade em seu armazenamento e transporte. Neste sentido, armazenadores de hidrogênio no estado sólido, como o borano de amônia (NH₃BH₃, AB), tem sido amplamente investigado. O AB apresenta alta densidade gravimétrica de H₂ (19,6%) e elevada estabilidade química. Embora a hidrólise do AB ocorra espontaneamente, sua cinética é limitada, exigindo catalisadores eficientes para acelerar a reação. Neste trabalho, foi avaliado o desempenho catalítico do LiNbMoO₆ decorado com nanopartículas de rutênio (Ru NPs) na hidrólise do AB em meio aquoso. O LiNbMoO₆ foi sintetizado pela reação em estado sólido, usando MoO₃, Li₂CO₃ e Nb₂O₅·5H₂O (2:1:1), seguida de calcinação a 500 °C por 24 h. O material resultante foi moído e novamente submetido à etapa de calcinação. Para deposição das Ru NPs, 10 mg do LiNbMoO₆ foram dispersos em água com adição de 6 mmol% do sal precursor de Ru. Após agitação, adicionou-se NaBH₄ como agente redutor, obtendo-se as Ru NPs ancoradas no suporte. A reação de hidrólise do AB foi conduzida em tubo de Schlenk conectado a uma bureta, com monitoramento do volume de H₂ por deslocamento de líquido. Foram avaliados parâmetros como concentração do AB, massa de suporte, dose de Ru NPs. O mecanismo foi investigado por meio de experimentos com D₂O, permitindo a determinação do efeito isotópico cinético (KIE = kH/kD). Também foi avaliada a influência da temperatura e o reúso do catalisador ao longo de múltiplos ciclos. A estrutura do LiNbMoO₆ foi confirmada por Difração de raios X (DRX), cujos padrões de difração apresentaram picos compatíveis com os dados da ficha JCPDS nº 50-0884. Imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) revelaram morfologia lamelar e Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios X (EDS) confirmou a presença de Nb, Mo, Li e Ru. O sistema Ru NPs/LiNbMoO₆ apresentou desempenho superior em relação aos componentes isolados, indicando forte sinergia. A dosagem ótima de Ru foi 6 mmol%, enquanto a massa ideal do suporte foi de 10 mg. O efeito isotópico observado (KIE = 3,12) indicou que a quebra da ligação O–H da molécula de água é a etapa determinante da velocidade da reação. A energia de ativação obtida pela equação de Arrhenius foi de 39 kJ·mol⁻¹. Pode-se concluir que materiais à base de nióbio, abundantes no Brasil, representam um diferencial estratégico ao agregar valor à cadeia produtiva nacional e apoiar tecnologias sustentáveis. O catalisador Ru/LiNbMoO₆ mostrou-se eficiente, estável e reutilizável, com grande potencial para produção de hidrogênio limpo. |
| Palavras-chave | Síntese verde, armazenamento de hidrogênio, catálise. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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