Sistemas fotoeletroquímicos de dessalinização sob fluxo contínuo

Resumo

A preocupação com a escassez de água para consumo humano impulsiona estratégias eficazes de dessalinização da água do mar, contribuindo, portanto, para o desenvolvimento de sistemas com baixo impacto ambiental e baixo custo energético. Propõe-se, nesse projeto, um sistema eletroquímico fotoassistido para dessalinização sob fluxo contínuo. O princípio de funcionamento desse dispositivo, alimentado por energia solar e elétrica, envolve: (1) reação de desprendimento de oxigênio (OER) fotoassistida; (2) reação de desprendimento de hidrogênio (HER); (3) migração seletiva de espécies iônicas em membranas trocadoras de ânions e cátions; e (4) canais de circulação de água do mar e de captação de água de baixa salinidade. Essas reações faradaicas promovem desequilíbrio de cargas em solução e geram fluxos iônicos em direção a soluções salinas mais concentradas, de acordo com o princípio de eletroneutralidade. Heteroestruturas de dicalcogênios de molibdênio, cobalto e nióbio serão sintetizadas e investigadas como catalisadores para a HER. Eletrodos à base de hematita e cocatalisadores serão utilizados para a OER. Suas atividades catalíticas serão investigadas a partir de técnicas e modelos no domínio de tempo e frequência, e relacionadas com suas estruturas, morfologias e composições. A proposição de mecanismos reacionais e simulação eletroquímica permitirão a determinação de parâmetros físico-químicos. Quanto às membranas trocadoras de íons, serão investigados o número de transporte aniônico e catiônico e a condutividade, e correlacionados à sua composição e à sua porosidade. Por fim, esses dispositivos serão construídos e o consumo de energia e a eficiência de dessalinização serão avaliados, como prova de conceito. (AU)