Áreas de atuação

As principais pesquisas que o Instituto vem desenvolvendo estão na ampliação das aplicações nas principais áreas de especialidade dos membros do Instituto:

Síntese e caracterização de novos materiais adsorventes
  • Obtenção e caracterização de materiais adsorventes do tipo Metal Organic Frameworks (MOFs) para adsorção de CO2, explorando rotas de síntese reprodutíveis e, se possível, ambientalmente amigáveis para a produção de MOFs do tipo ZIF-8 e com sítios metálicos abertos, que sejam estáveis à presença de umidade.
  • Síntese de materiais avançados para adsorção de CO2, como sílicas mesoporosas funcionalizadas, zeólitas e carbonos ativados a partir de resíduos industriais, para testes a pressões parciais reduzidas de CO2 e presença de umidades variáveis, características de direct air capture.
  • Desenvolvimento e caracterização de adsorventes produzidos a partir de resíduos industriais ricos em aluminossilicatos amorfos ou cristalinos e seus compósitos (zeólitas+geopolímeros). Avaliação da cinética e do equilíbrio de adsorção de CO2 presente em misturas gasosas de composição típica de gases de exaustão para determinar seletividade e permeabilidade das membranas geopoliméricas.
Síntese e caracterização de novos catalisadores
  • Desenvolvimento de catalisadores ativos, seletivos a metanol e estáveis sob condições reacionais durante operação contínua. Síntese e caracterização de catalisadores a base de cobre, os quais serão submetidos a testes catalíticos de hidrogenação de CO2 em temperaturas amenas (abaixo de 250°C) com monitoramento dos produtos formados.
  • Desenvolvimento de catalisadores e processos de reforma a vapor de glicerol e biometano, visando a maximização da produção de H2 com captura de CO2.
Conformação de materiais
  • Conformação de adsorventes e catalisadores em contatores para aplicações em leitos móveis e fixos. Os adsorventes e catalisadores sintetizados em pó serão conformados com a adição de ligantes e polímeros com o uso de extrusoras e impressoras 3D para a obtenção de partículas, monólitos e recheios estruturados.
  • Desenvolvimento de fotocatalisadores de Ag/Cu2O@óxido de grafeno para aplicação em processos de redução fotocatalítica do dióxido de carbono sob luz visível, avaliando sua atividade fotocatalítica em reator de leito e lama e em sistema fotocatalítico capaz de promover a fotorredução do CO2 em fase líquida integrando membranas e redução fotocatalítica.
Processos biotecnológicos
  • Desenvolvimento de processos biotecnológicos de captura de CO2 através do uso de enzimas, particularmente a enzima anidrase carbônica em forma livre e imobilizada.
  • Aprimoramento dos processos de captura de CO2 por microalgas, avaliando as configurações operacionais e aproveitamento da biomassa para obtenção de produtos de valor agregado.
  • Desenvolvimento de biorreator automatizado com tecnologia IoT, que permita o monitoramento remoto do processo de produção de metano a partir de biomassa lignocelulósica e efluentes agroindustriais.
Estudo cinético e de equilíbrio de adsorção
  • Determinação de parâmetros de equilíbrio e cinéticos de adsorção de CO2 em batelada e em leito fixo para os diversos adsorventes gerados pelos membros do INCT, levando em conta a adsorção competitiva com CH4, N2 e vapor de água.
  • Desenvolvimento e validação de modelos/simuladores para prever o desempenho de processos de adsorção/dessorção cíclicos baseados em adsorção como PSA, VPSA, TSA em leitos móveis e TSA com métodos de eletrificação.
Otimização e simulação de processos
  • Aplicação de estratégias de otimização topológica para leitos fixos adsorventes estruturados e/ou contendo PCM (material de mudança de fase). Otimização de processos cíclicos de captura de CO2 por adsorção (TSA, PSA, etc) utilizando aprendizado de máquina.
  • Integração de modelos de simulação molecular com simulação de processo de unidades PSA e suas variações e fornecer suporte na caracterização de novos materiais adsorventes desenvolvidos no projeto.