Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 20811
| ISSN | 2237-9045 |
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| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Ambientais: ODS12 |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Marcelo Fernandes de Oliveira |
| Orientador | PATRICIA FONTES PINHEIRO |
| Outros membros | GARBAS ANACLETO DOS SANTOS JUNIOR, RENATA PEREIRA LOPES MOREIRA |
| Título | Investigação da capacidade eletrocatalítica de Cu na forma de folha metálica, malha e espuma na recuperação de boroidreto a partir de metaborato de sódio |
| Resumo | O borohidreto de sódio (BH₄⁻) tem se destacado como uma promissora fonte de hidrogênio devido à sua alta densidade energética e potencial aplicação em células a combustível. No entanto, para viabilizar seu uso em sistemas sustentáveis e de ciclo fechado, torna-se essencial desenvolver métodos eficientes para sua regeneração a partir do borato (BO₂⁻), subproduto gerado durante a liberação de hidrogênio. Diversas abordagens vêm sendo estudadas para essa regeneração, incluindo: (i) redução com metais alcalinos e H₂, método industrialmente consolidado, porém que demanda altas temperaturas e reagentes altamente reativos; (ii) uso de compostos de silício, como silanos, alternativa segura e eficaz em escala laboratorial; (iii) emprego de redutores metálicos como magnésio ou alumínio, que permitem rotas químicas mais acessíveis; e (iv) processos eletroquímicos, realizados em meio alcalino com controle de potencial, configurando uma estratégia promissora e ambientalmente mais limpa. A aplicação dessas rotas visa a viabilização do reuso do BH₄⁻, promovendo o avanço de tecnologias limpas e eficientes de armazenamento e liberação de hidrogênio em contextos energéticos sustentáveis. O cobre metálico vem sendo proposto como catalisador para essa eletroredução, embora o mecanismo envolvido ainda seja pouco compreendido, e a comprovação direta da formação de BH₄⁻ permaneça incerta. Dessa forma, objetivou-se com este trabalho avaliar o desempenho eletrocatalítico de diferentes formas de cobre metálico (placa, malha e espuma) na possível redução eletroquímica do BO₂⁻. Os ensaios foram realizados em células eletrolíticas do tipo H, com compartimentos separados por membrana seletiva de cátions, contendo solução de NaOH (1 mol L⁻¹) como eletrólito e NaBO₂ (0,5 mol L⁻¹) na semicélula catódica. Foram aplicadas voltametrias cíclicas com variações de faixa de potencial e velocidades de varredura entre 5 e 20 mV s⁻¹. Os dados eletroquímicos revelaram um pico de corrente na região de -1,1 V vs Ag/AgCl, sugerindo a ocorrência de uma possível etapa de redução do BO₂⁻. Dentre os eletrodos avaliados, a espuma de cobre se destacou, apresentando maior atividade eletrocatalítica, provavelmente devido à sua elevada área superficial, que favorece processos de adsorção e reatividade. Observou-se também que a conversão do BO₂⁻ não ocorre quando o potencial é limitado às regiões específicas de redução ou oxidação Cu/Cu⁺, sendo necessário aplicar uma varredura mais ampla, que inclua as transições Cu/Cu⁺/Cu²⁺. Isso indica que a formação de espécies intermediárias ou modificações estruturais na superfície do cobre podem ser cruciais para a reação. Embora os resultados forneçam indícios da viabilidade do processo, a comprovação da regeneração efetiva do BH₄⁻ ainda depende de estudos complementares, com foco na identificação direta dos produtos e no esclarecimento do mecanismo de reação. |
| Palavras-chave | recuperação de boroidreto, eletrocatálise, metaborato |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
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