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Coordenadores
Palestrantes
| | Adalgisa Rodrigues de Andrade
(FFCLRP-USP)
Resumo: Esta palestra apresentará os resultados recentes obtidos no Laboratório de Eletrocatálise e Eletroquímica Ambiental (LEEA) do Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto/USP. Primeiramente, relataremos os biomateriais preparados utilizando enzimas como catalisadores para obtenção de energia em pequenos dispositivos. Os biomateriais compostos podem clivar a ligação carbono-carbono de compostos orgânicos com muito mais eficiência do que catalisadores inorgânicos. Isso abre a possibilidade de aproveitar todos os elétrons disponíveis para aplicação em dispositivos eletrônicos autossuficientes.
Apresentaremos os resultados dos dispositivos de célula inteira empregando microrganismos como catalisadores vivos nas células eletroquímicas (célula de combustível microbiana) para conversão de energia com degradação simultânea de produtos poluentes da indústria do petróleo (BETX). Os resultados obtidos permitem tratar águas residuais com aproveitamento de energia de baixo custo. A eletroquímica também pode ser empregada em células de eletrólise microbiana para fins de eletrossíntese; mostraremos exemplos dabioredução de CO2.
Title: Bioelectrodes for energy production and value-added products
Abstract: This lecture will present recent results obtained in the Electrocatalysis and Environmental Electrochemistry Laboratory - LEEA - at Department of Chemistry of the Faculty of Philosophy Sciences and Letters of Ribeirão Preto/USP.First wwe will report the biomaterials prepared using enzymes as catalyst made to obtain energy in small devices. Composed biomaterials can cleave carbon-carbon bond of organic compounds much more efficiency than inorganic catalyst. This opens the possibility to harvest all the electrons availableto apply in self-powered electronic devices.
The whole cell devices which employ microorganism as living catalyst in the electrochemical apparatus (microbial fuel cell) for energy conversion with simultaneous degradation of polluting products (BETX and dyes). The results obtained allowed to treat the waste water with production of energy at low cost. Electrochemistry also can be employed in microbial electrolysis cell for electrosynthesis purpose herein we will show CO2 reduction.
Agradecimentos: (Fapesp, CNPq, INCT-CEMAR, CAPES e USP)
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| | Marcelo Oliveira Rodrigues
(UnB)
Materiais inteligentes vão muito além de uma fronteira tecnológica. Eles representam a possibilidade concreta de transformar o conhecimento químico construído na iniciação científica, no mestrado e no doutorado em soluções reais com impacto ambiental, social e econômico. Quando desenvolvidos com intencionalidade desde a bancada, esses materiais permitem que conceitos fundamentais de química como estrutura, reatividade, interação em nanoescala e desenho racional de materiais sejam convertidos em tecnologias aplicáveis à agricultura, à restauração ambiental, à captura e valorização do carbono e à construção de sistemas produtivos mais sustentáveis. Nessa lógica, a inovação deixa de ser um destino distante e passa a ser uma continuidade natural da formação científica, mostrando que a pesquisa acadêmica pode, simultaneamente, gerar conhecimento de alto nível e enfrentar desafios como mudanças climáticas, insegurança alimentar e pobreza, conectando ciência, indústria e sociedade de forma efetiva e transformadora.
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| | Antonio Gustavo Sampaio de Oliveira Filho
(IQSC-USP)
Abordagens computacionais são cruciais para explorar e realizar o potencial de novos compostos em aplicações inovadoras, como, por exemplo, (foto)catalisadores, supercapacitores, conversão de energia e captura de carbono.
A teoria do funcional de densidade (DFT) e sua versão dependente do tempo (TD-DFT) são as ferramentas da química computacional mais amplamente utilizadas para investigar a estrutura, reatividade, propriedades eletrônicas e óticas de moléculas e materiais. Mais recentemente, a aprendizagem de máquina (ML) se mostrou uma abordagem promissora que pode acelerar o progresso científico e tecnológico. No entanto, a confiabilidade e precisão dos resultados são fatores críticos para aplicações robustas em química.
Neste trabalho, apresentaremos (i) um benchmark em um conjunto diverso de complexos de Fe, Co e Ni para identificar os funcionais DFT mais adequados para prever espectros UV-Vis por meio de uma análise quantitativa baseada tanto na forma espectral quanto nas energias de excitação; e (ii) uma avaliação do desempenho de um grande modelo de ML para energias de absorção em Pt(111), juntamente com uma nova abordagem de ajuste fino de baixo custo computacional que determina energias de adsorção dentro de 1 kcal/mol dos valores experimentais.
Esta abordagem sistemática resolve um problema crítico ao quantificar rigorosamente o desempenho de métodos computacionais, servindo como guia para a seleção de metodologias e melhoria de modelos de ML em estudos futuros de sistemas análogos.
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| | Francine Bertella
(UFPR)
O agravamento das mudanças climáticas, impulsionado pelo aumento contínuo das emissões de gases de efeito estufa — especialmente o CO2 —, exige o desenvolvimento de materiais avançados capazes de capturar, separar e converter esses gases de forma eficiente e sustentável. Nesse contexto, as redes metalorgânicas (MOFs) e seus derivados têm emergido como materiais "inteligentes" para a sustentabilidade climática, capazes de capturar, armazenar e transformar cataliticamente gases de efeito estufa de forma seletiva, além de apoiar tecnologias de energia limpa. Sua química modular, a porosidade ajustável e a capacidade de serem convertidas em derivados robustos (carvões, óxidos metálicos e compósitos) tornam-nas centrais para soluções climáticas.
Nesta palestra, serão abordadas as principais estratégias de design racional de MOFs voltadas à mitigação climática, com ênfase na engenharia de sítios ativos, no ajuste da porosidade e nas relações estrutura–propriedade–desempenho, fundamentais para otimizar aplicações em captura, separação e conversão catalítica de CO2. Além das MOFs cristalinas convencionais, a palestra explorará o papel estratégico de seus derivados — como materiais carbonáceos dopados obtidos por pirólise controlada — que superam limitações relacionadas à estabilidade e à condutividade elétrica, ampliando as possibilidades em catálise, eletrocatálise e armazenamento de energia.
A partir dessa perspectiva, a palestra demonstrará como o design inteligente de materiais baseados em MOFs e seus derivados pode contribuir significativamente para estratégias de captura e conversão de CO2, posicionando esses materiais como protagonistas no desenvolvimento de tecnologias voltadas a um clima sustentável.
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Diante dos desafios globais impostos pelas mudanças climáticas, a Química surge como uma das principais aliadas na construção de soluções inovadoras para a sustentabilidade ambiental. Tecnologias como catalisadores para captura de CO2, materiais para energias renováveis, polímeros biodegradáveis, sensores ambientais e sistemas de purificação de água têm origem direta nos avanços da química de materiais e da nanotecnologia. Assim, o objetivo dessa sessão seria reunir pesquisadores de renome das áreas de Química de Materiais, Catálise, Ambiental e Físico-Química para discutir como o desenvolvimento de materiais inteligentes pode contribuir ativamente para mitigar os efeitos da crise climática.
PROGRAMA
14:00 – 14:05 h |
Abertura |
14:05 – 14:25 h |
Tema: Bioeletrodos para produção de energia e produtos de alto valor
Professora Adalgisa Rodrigues de Andrade (FFCLRP-USP) |
14:25 – 14:45 h |
Tema: Materiais Inteligentes e Inovação Sustentável
Professor Marcelo Oliveira Rodrigues (UnB) |
14:45 – 15:05 h |
Tema: Arquiteturas porosas para mitigação climática
Professora Francine Bertella (UFPR) |
15:05 – 15:25 h |
Tema: Abordagens computacionais para explorar novos compostos
Professor Antonio Gustavo Sampaio de Oliveira Filho (IQSC-USP) |
15:25 – 15:55 h |
Perguntas aos palestrantes |
15:55 – 16:00 h |
Encerramento |
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