Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza.

Levando as pesquisa para as escolas públicas da região de São Carlos.

A presença de fármacos ansiolíticos em corpos hídricos constitui um grave problema ambiental, com potenciais impactos na saúde humana e de ecossistemas aquáticos. Diante desse cenário preocupante, este projeto busca desenvolver materiais catalíticos inovadores para a aplicação em processos eletroquímicos avançados assistidos por radiação solar com o intuito de tratar efluentes contaminados utilizando diferentes tecnologias, como fotocatálise, processos eletroquímicos com H2O2 e fotoeletrocatálise. A pesquisa busca soluções sustentáveis e eficientes para a descontaminação de matrizes líquidas, contribuindo para a preservação do meio ambiente e, ao mesmo tempo, gerar produtos de valor agregado. Para alcançar esse objetivo, propõe-se a criação de sistemas híbridos de tratamento que combinam eletrodos de difusão gasosa constituídos de materiais carbonáceos modificados e fotoânodos de óxidos metálicos. Esses materiais serão projetados para gerar, in situ, espécies reativas de oxigênio, como o peróxido de hidrogênio e radicais hidroxila, capazes de degradar resíduos farmacêuticos. A utilização de materiais como carbono Printex L6, biochar e nanoestruturas metálicas de Co, Fe e Cu nos cátodos, e heterojunções de ZnO/SnO2 e ZnO/CuO nos ânodos, é justificada pela baixa toxicidade, baixo custo e propriedades eletroquímicas favoráveis. A energia solar será utilizada como fonte renovável para impulsionar as reações, tornando o processo mais sustentável. Os resultados esperados com este projeto contribuirão para o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e ambientalmente amigáveis para o tratamento de águas contaminadas, alinhando-se com os objetivos do desenvolvimento sustentável. Portanto, configurando-se como uma proposta de degradação e geração de produtos de valor agregado ainda pouco explorada, porém de extrema importância. Assim, as estratégias propostas são otimistas e possuem potencial tecnológico e inovador em um tema aberto para um amplo campo de investigações.

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2024/13890-9): A técnica de espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) é empregada no estudo das propriedades eletrônicas de materiais que contêm íons paramagnéticos, os quais possuem elétrons desemparelhados em seus orbitais atômicos, resultando em um momento magnético. Na EPR, um campo magnético externo é aplicado para alinhar os momentos magnéticos dos elétrons. Em seguida, uma fonte de radiação eletromagnética é usada para excitar esses elétrons. Durante o retorno desses elétrons ao seu estado de energia original, ocorre a emissão de radiação eletromagnética, que é coletada resultando nos gráficos da primeira derivada da banda de absorção dessa energia. A técnica de EPR desempenha um papel crucial na compreensão dos fenômenos magnéticos e propriedades dos materiais paramagnéticos, fornecendo informações detalhadas sobre a configuração dos elétrons desemparelhados, a estrutura eletrônica, a estrutura de radicais livres em solução, as interações com átomos vizinhos ou até mesmo a detecção de impurezas ou defeitos. Além disso, A EPR impulsiona avanços em áreas como catálise, magnetismo, spintrônica e bioquímica estrutural. Acreditamos que a aquisição de um equipamento de EPR permitirá importantes avanços científicos e tecnológicos nas pesquisas sobre processos oxidativos envolvendo espécies orgânicas, tema central na proposta do projeto temático. Essa adição será especialmente valiosa na compreensão dos mecanismos de degradação radicalar, contribuindo para a obtenção de resultados relevantes que, sem dúvida, refletirão em publicações internacionais de elevado fator de impacto para a comunidade científica. Além disso, devido à ampla abrangência do projeto, a incorporação desta técnica oferece a possibilidade de empregar mais uma ferramenta para caracterização de materiais catalíticos. Em outras palavras, a técnica EPR será útil no estudo de materiais com elétrons desemparelhados, como ímãs, compostos de metais de transição ou sistemas biológicos paramagnéticos. Com o equipamento de EPR será possível realizar uma análise detalhada das propriedades eletrônicas desses materiais, fornecendo uma compreensão aprofundada de sua estrutura e comportamento. É fundamental ressaltar que o equipamento listado é de porte de bancada, o que o torna altamente versátil e fácil de manusear. Ele foi cuidadosamente dimensionado para atender às exigências de todos os grupos de pesquisa envolvidos no projeto temático, bem como de outros grupos de pesquisa no Estado de São Paulo atuando nas áreas de química ambiental e catálise de modo geral. Além disso, o equipamento incluirá um acessório (controle de fluxo) que possibilita a análise de amostras líquidas de maneira integrada aos sistemas eletroquímicos de oxidação avançada. Isso permite a análise quase simultânea das espécies radicalares geradas, ampliando assim as capacidades de análise do equipamento. Uma consideração importante é que os laboratórios do Grupo de Processos Eletroquímicos e Ambientais (GPEA), sob a coordenação do Prof. Marcos Lanza, ficam localizados fisicamente no Edifício de Química Ambiental do IQSC na Área II do Campus de São Carlos da USP. A Área II do Campus de São Carlos fica localizado a aproximadamente 6 km de distância da Área I do mesmo campus, onde estão instalados todos os outros edifícios administrativos, didáticos e de laboratórios de pesquisa do IQSC, incluindo a Central de Análises Químicas (CAQI). Essas duas áreas não são interligadas fisicamente e o deslocamento entre elas é feito por carro ou ônibus coletivo, o quê dificulta a mobilidade entre as diferentes instalações do IQSC, incluindo a central de análises. Outro fator importante a ser considerado nessa solicitação é que no IQSC não há nenhum espectrômetro de ressonância magnética eletrônica, EPR, em modo multiusuários que possa ser utilizado pelos

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2024/13932-3): A espectroscopia Raman é uma técnica espectroscópica vibracional que permite uma caracterização fundamental e em nível molecular tanto de catalisadores quanto de reações catalíticas. Os espectros Raman fornecem informações importantes sobre os mecanismos de reação, revelando informações específicas sobre a estrutura dos catalisadores estudados tanto no seio da solução quanto na superfície, bem como a presença de adsorbatos e intermediários de reação. Mais recentemente, o uso da técnica Raman pode ser utilizada para estudos in situ de catalisadores em funcionamento por meio da espectroeletroquímica. Assim, tornando possível monitorar estados de oxidação que podem ser alterados eletroquimicamente em um eletrodo a um dado potencial aplicado e formação de intermediários de reação formados, em que a obtenção do espectro Raman na solução adjacente ao eletrodo ocorre de maneira simultânea. Dessa forma, pode-se estabelecer relações entre mecanismos reacionais e a informação obtida eletroquimicamente é complementada pela caracterização óptica. Uma abordagem simples poderia ser executar a reação eletroquímica e posteriormente realizar a caracterização óptica da solução ou da superfície do eletrodo. Contudo, este tipo de medida (ex situ) não fornece informações quanto a reação eletroquímica ocorrendo. Portanto, sendo impossível detectar opticamente qualquer alteração relacionada às moléculas produzidas e/ou consumidas durante o processo eletroquímico próximo à superfície do eletrodo. Dessa forma, justifica-se a obtenção deste equipamento, de modo a elucidar os mecanismos envolvidos antes, durante e após a reação eletroquímica de interesse, como por exemplo a identificação de intermediários de reação e até mesmo identificar os produtos de reação. Por exemplo, durante o estudo de eletrogeração de peróxido de hidrogênio na superfície de materiais carbonáceos modificados ou não, é possível detectar as vibrações de alongamento OO e OH na solução H2O H2O2 que podem ser medidas usando laser de 532 nm. Outro exemplo é que a caracterização espectroeletroquímica Raman in situ é capaz de fornecer evidências de quais são os locais mais ativos para a produção de peróxido de hidrogênio, fornecendo novas ideias para síntese de novos materiais eletródicos para uma produção eficaz do oxidante. Finalmente, durante e após uma reação de eletrogeração de peroxido de hidrogênio, a identificação da estrutura, dos intermediários de reação ou a definição de produtos reacionais ocorrendo durante a reação eletroquímica são exemplos do grande potencial desta técnica híbrida. Esse equipamento será acoplado a um potenciostato Metrohm, modelo PGSTAT-302N, adquirido com recursos do projeto temático finalizado (Processo 2017/10118-0) e em operação nos laboratórios do GPEA. (AU)

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2024/13889-0): Aquisição de um cromatógrafo gasoso para a detecção de compostos orgânicos com potencial poluente e subprodutos formados durante a aplicação dos processos de degradação que não são analisáveis por cromatografia líquida. Cabe ressaltar que os grupos de pesquisa envolvidos na proposta não tem esse tipo de equipamento em suas respectivas infraestruturas de pesquisa. A aquisição deste equipamento visa complementar a infraestrutura de pesquisa do GPEA, sob a coordenação do Prof. Marcos Lanza, e dos grupos de pesquisa participantes da proposta. Uma consideração importante é que os laboratórios do Grupo de Processos Eletroquímicos e Ambientais (GPEA), sob a coordenação do Prof. Marcos Lanza, ficam localizados fisicamente no Edifício de Química Ambiental do IQSC na Área II do Campus de São Carlos da USP. (AU)

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2024/14960-0): Aquisição de um espectrofotômetro UV/Vis.

Projeto de Pesquisa Temático FAPESP (Processo 2022/12895-1): Essa proposta de Projeto Temático de Pesquisa tem como objetivo principal o avanço do conhecimento na área da Eletroquímica Ambiental, com foco no desenvolvimento e aplicação de Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados (PEOA) e processos associados para a degradação de Poluentes Emergentes (PE). Essa área de pesquisa está situada na interface entre a Química (Físico-Química, Química Analítica, Química Ambiental e Química de Materiais) e as Engenharias (Química, Sanitária, Materiais e Ambiental), o que confere ao projeto um caráter transdisciplinar dentro das Ciências Exatas. Além do aspecto científico-tecnológico, o projeto também visa promover a divulgação científica das pesquisas realizadas no âmbito do Projeto Temático de Pesquisa para a sociedade em geral e, principalmente, para estudantes de 9 ano do ensino fundamental até estudantes de 3 ano do ensino médio de escolas públicas do Estado de São Paulo, principalmente da Região de São Carlos. A divulgação científica junto aos docentes dessas escolas é fundamental para despertar o interesse nas carreiras relacionadas às Ciências Exatas, assim como melhorar o ensino de Ciências e Química nas escolas públicas paulistas.O Projeto Temático de Pesquisa tem como metas o desenvolvimento avaliação e aplicação de novos materiais catalíticos em processos eletroquímicos e processos associados para a mitigação de compostos orgânicos considerados como Poluentes Emergentes em matrizes líquidas. A eficiência desses processos será avaliada visando controle da poluição e a redução de seus impactos no meio ambiente. Além disso, o projeto prevê o desenvolvimento de sensores eletroquímicos de a análise desses compostos e a divulgação científica dos conhecimentos produzidos tanto no meio científico quanto para a sociedade em geral, com foco especial em estudantes de escolas públicas.Esta proposta de Projeto Temático de Pesquisa visa, também, fortalecer e expandir uma rede de pesquisa já iniciada em um projeto de pesquisa temático anterior (Processo 2017/10118-0), anterior a esta proposta, envolvendo diversos grupos de pesquisa de diferentes Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo. Os principais objetivos dessa rede são o desenvolvimento e a aquisição de conhecimento avançado nas seguintes áreas: (a) desenvolvimento e avaliação de novos materiais catalíticos para a aplicação em sensores de análise e processos eletroquímicos e associados para a degradação de poluentes em diferentes matrizes líquidas; (b) processos avançados para a degradação de poluentes orgânicos emergentes em matrizes aquosas e não-aquosas utilizando; (c) processos para a remoção de poluentes inorgânicos em matrizes aquosas e compostos orgânicos voláteis; (d) desenvolvimento de novos sensores eletroquímicos para a detecção e determinação de poluentes orgânicos emergentes e (e) promover a divulgação das pesquisas científico-tecnológicas para as comunidades acadêmica e não-acadêmica. As inovações propostas não se limitam apenas à aquisição do conhecimento científico-tecnológico na fronteira da ciência, mas também à sua divulgação para além da comunidade científica: a sociedade como um todo. Além disso, o projeto visa a formação de recursos humanos altamente especializados e a produção de conhecimento científico-tecnológico a ser divulgado em teses, dissertações e monografias, periódicos nacionais e internacionais indexados e, quando aplicável, na forma de patentes. Além de publicações técnicas, o projeto prevê a divulgação dos resultados obtidos para estudantes do ensino médio de escolas públicas e à sociedade de forma geral.

GasElectroSoil is a project that aims to evaluate an innovative, sustainable, and cost-efficient concept of electrochemically-assisted soil remediation technology that uses solar photovoltaic power. The holistic technology proposed combines the production of gaseous oxidants with environmental concerns, the application of electric fields for soil remediation, and the treatment of gaseous streams. It is clearly a novel, pioneering and cutting-edge project, that has been carefully designed so as to obtain a very high technological impact by raising the TRL from 4 to 5, ending-up in a point where the transfer to stakeholders can be started with project at TRL6. Therefore, GasElectroSoil fits well the strategic actions proposed in the Spanish National Plan of Technical and Scientific Research and Innovation particularly in the TP6: Food, bioeconomy, resources natural and environmental within the line of research projects for the implementation of the Biodiversity and Science Strategy due to GasElectroSoil will contribute to the promotion of innovation and the development of technologies in relation to environmental conservation, developing a holistic electrochemically based technologies for the removal of VOCs from soil with applications not only in waste management but also in industry. GasElectroSoil also fits laterally with TP5: Climate, energy and mobility (selected as secondary in the proposal) because this proposal promotes the use of renewable energies in a country that is one of the national leaders in this field and, hence, in the reduction of the carbon footprint. Additionally, GasElectroSoil is expected to highly contribute to attain the aims of the Horizon Europe Mission A Soil Deal for Europe, in terms of developing technology to reduce soil pollution and enhance restoration.The Research Team is multidisciplinary, active, experienced and large enough to achieve all the proposed milestones. An important Supporting Working Team also participates, including 7 international researchers, with whom active exchange programs are shared, following the successful tradition of previous projects, which strongly promote internationalization through a mutually beneficial relationship. As usual in our group, the results will be disseminated in high impact journals and relevant conferences. In terms of management, a single project composed of three closely related sub-projects is proposed. The coordination of the project is strong, with two packages designed to favor the transfer of results to Society. The training of new researchers is carefully addressed as an important additional value of the proposal.

lectroRefin4O proposes a paradigm shift in the electrochemical treatment of wastewater and gases contaminated with organic compounds, by introducing the concept of electrochemically assisted organic refinery, which aims to ensure that the ultimate goal of remediation treatments is not the mineralization of organic pollutants, but their transformation into valuable products, starting in this first stage with the formation of carboxylate solutions, whose application as fertilizer absorption promoters and as raw material for the production of other organic species is also intended to be tested. This new concept goes further from the point of view of sustainability, since only photovoltaic solar energy is intended to be used as an energy source, either applied directly or accumulated by means of the proprietary EDEN chlor-alkali electrochemical storage technology. The application of LCA tools to assess this sustainability, and that of process modeling for a better understanding, allow to increase the TRL and help in obtaining success in a last stage, in which integration and scaling up will be addressed through the evaluation of three case studies: the treatment of polluted wastewater and gases and a very novel system that aims to fix carbon dioxide in the form of carboxylates through its transformation into algae and its later thermo- electrochemical processing. These three final case studies are previously used to assist in the initial stages of the development of the technological components of organic electrorefining concept. The development of electrocatalysts that do not favor mineralization but rather the transformation into carboxylates, that of membranes that allow efficient separation and partial purification of these compounds and that of cells with improved performance, using 3-D printing technology assisted by CFD simulation, are the innovative elements to be tackled. The proposal fits well with Thematic Priority 4 and aims to achieve the necessary TRLs for the start of industrial transfer, for which the objectives have been set under the premises of applicability and sustainability and, to assist and support this goal, the active participation of 5 stakeholders has been proposed. The Research Team is multidisciplinary, active, experienced and large enough to achieve all the proposed milestones. An important Supporting Research Team also participates, including 9 international researchers, with whom active exchange programs are shared, following the successful tradition of previous projects, which strongly promote internationalization through a mutually win-win relationship. As usual in our group, the results will be disseminated in high impact journals and relevant conferences. In terms of management, a single project composed of three closely related sub-projects is proposed. One of them focuses on the development at TRL 4 of the components. The second will deal with scaling to TRL 5, with future technology transfer in mind. Both technical developments are coordinated by a third subproject focused on sustainability. The coordination of the project is strong, with two packages designed to favor the transfer of results to Society. The training of new researchers is carefully addressed as an important additional value of the proposal.

Auxílio à Pesquisa Individual FAPESP/CNPq Programa de Apoio à Fixação de Jovens Doutores no Brasil (2023/01425-7):O crescimento populacional desenfreado, associado ao uso generalizado de novas tecnologias farmacêuticas e ao uso indiscriminado de pesticidas e resíduos industriais, decorrente da falta de consciência ambiental, infligiu graves danos ao meio ambiente. Diante dessa situação, é indispensável encontrar maneiras de mitigar os danos já causados, e as tecnologias eletroquímicas baseadas em peróxido de hidrogênio (H2O2) para degradar os poluentes emergentes desreguladores endócrinos têm se mostrado uma solução eficaz entre as disponíveis tecnologias. A produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) de forma ecologicamente correta, sustentável e econômica é crucial para a rápida expansão de seu consumo em diversas indústrias, incluindo as indústrias química, médica e de tratamento de efluentes. O método de produção eletrocatalítica usando a reação de redução de oxigênio (RRO) seletiva fornece um meio sustentável de produzir H2O2 a partir de O2. O aspecto chave e inovador desta tecnologia reside na necessidade de eletrocatalisadores eficientes que facilitem a RRO através de um processo de dois elétrons (2e-). O persistente desafio de desenvolver materiais catalíticos com baixo ou nenhum teor de metais nobres, que sejam altamente ativos, seletivos e resistentes para uso a longo prazo, continua sendo um obstáculo significativo para a eletroprodução em escala comercial e industrial de H2O2. Nesse sentido, pretendemos desenvolver catalisadores eletroquímicos eficientes e inéditos e materiais tecnológicos capazes de gerar patente e colocar o Estado de São Paulo em uma frente inovadora no cenário nacional e internacional. (AU)

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2022/11281-0): Este projeto tem como objetivo a aquisição do equipamento Espectrômetro NAP-XPS (Near-Ambient Pressure X-ray Photoelectron Spectroscopy) modelo EnviroESCA da marca SPECS para a realização de investigações da estrutura eletrônica da superfície de uma larga gama de materiais por pesquisadores da Universidade de São Paulo. O equipamento multiusuário NAP-XPS (Near-Ambient Pressure X-ray Photoelectron Spectroscopy) modelo EnviroESCA da SPECS é um equipamento de operação amigável ao usuário, totalmente automatizado e que se diferencia dos espectrômetros padrões disponíveis no Brasil, ao possibilitar análises da superfície dos materiais em pressões muito acima do ultra alto vácuo (sigla em inglês: UHV), operando em pressões de até 50 mbar. O uso de um equipamento como o NAP-XPS modelo EnviroESCA permitirá a análise de amostras sólidas, líquidas e gás residual, podendo incluir materiais como cerâmicas, semicondutores, polímeros, amostras biológicas, coloidais, alimentos, nanoestruturas, células animais e vegetais, entre outros. Como mencionado, o equipamento opera tanto em condições de UHV como em pressões próximas a ambiente, permitindo utilizar diferentes atmosferas nas análises. O equipamento contará ainda com acessório para refrigeração de amostras até -10C, aquecimento até próximo a 1.000C, célula eletroquímica para análise in situ (podendo inclusive avaliar reações catalíticas, de corrosão, de degradação, etc.). O modelo EnviroESCA é recente (início de fabricação há cerca de 2 anos), existindo apenas 7 equipamentos operando no mundo. No entanto, mais de 80 equipamentos da técnica NAP-XPS (incluindo outras versões menos sofisticadas de equipamento) estão em operação no mundo, sendo que apenas um na América Latina (Medellín - Colômbia), que está em fase de instalação. Dada as suas capacidades únicas de medida, operando sob diferentes pressões e temperaturas, este equipamento permitirá que pesquisadores do estado de São Paulo obtenham grandes avanços científicos, tecnológicos e de inovação. Em vista da natureza das análises realizadas, da versatilidade do equipamento e suas características únicas, o instrumento também será disponibilizado para a comunidade científica do Estado de São Paulo, além de pesquisadores brasileiros e do exterior, e para atender a demandas de setores governamentais e industrial, inclusive possibilitando a realização de novos projetos nas áreas de tecnologia médica, ciência dos alimentos, biotecnologia e ciências da terra. (AU)

ETECHU tiene por objetivo el desarrollo de nuevas tecnologías electroquímicas para reducir la peligrosidad de los efluentes procedentes de entornos sanitarios, a través del tratamiento directo de las orinas hospitalarias. Se pretende desarrollar tecnología que permita transformar los productos farmacéuticos potencialmente peligrosos en otros compuestos intermedios con menor peligrosidad, reduciendo así el impacto medioambiental y sanitario de las aguas residuales hospitalarias. Para lograr este objetivo, se planea trabajar en: 1) Generación de conocimiento: para definir el problema de las orinas hospitalarias, tomando como caso de estudio el Complejo Hospitalario Universitario de Albacete (CHUA); 2) Estudio científico-técnico: desarrollando tecnología electroquímica fácilmente escalable y automatizable para reducir la peligrosidad de orinas hospitalarias. Así, ETECHU contribuirá a alcanzar varios de los Retos del Plan Estatal: 5 Cambio climático y utilización de recursos y materias primas y 1 Salud, cambio demográfico y bienestar. Asimismo, ETECHU está en línea con la estrategia europea H2020 dentro de los retos específicos de "Acción por el clima, medio ambiente, eficiencia de los recursos y materias primas" y "Salud, cambio demográfico y bienestar". ETECHU parte de la experiencia adquirida en proyectos anteriores y, en base a la misma, se va a desarrollar tecnología novedosa consistente en:- Reactores eficientes para la desinfección de orinas hospitalarias mediante la generación de peróxido de hidrógeno a partir del oxígeno atmosférico y sinergias con otros procesos de desinfección química (O3) y/o fotoquímica (luz UV).- Reactores electroquímicos 3D de flujo a través y/o lecho fluidizado, que permitan superar las limitaciones de transferencia de materia de los reactores electroquímicos convencionales.- Reactores electroquímicos de oxidación avanzada de flujo continuo para su uso en procesos de electrooxidación y de electroFenton y fotoelectroFenton mediante la implementación de lechos catalítico y/o puntos de emisión de luz.- Reactores electroquímicos de oxidación avanzada presurizados para el tratamiento de orinas hospitalarias.- Desarrollo de nuevos materiales anódicos que permitan una degradación efectiva de los fármacos, evitando la formación de subproductos no deseados.Además, en la última etapa del proyecto se espera que ETECHU contribuya a aumentar el nivel de madurez de la tecnología (TRL4 a TRL5), lo que aportará un valor adicional a los resultados esperados.El equipo investigador es multidisciplinar, activo, con amplia experiencia y con el suficientemente bagaje como para alcanzar los hitos propuestos. Los miembros de la UCLM han investigado juntos durante años y llevan colaborando un año con los miembros del CHUA, al amparo de proyecto regional relacionado con esta propuesta. Su participación junto con el apoyo de CHUA, como EPO, se consideran cruciales en la etapa de generación de conocimiento. Los resultados se difundirán en revistas y conferencias de alto impacto. La participación activa de 4 EPOs (pertenecientes a los sectores de salud, servicios de agua o tecnológicos) ayudará a transferir los principales resultados alcanzados al sector industrial y garantizará una transferencia adecuada de resultados a la sociedad.

Este proyecto pionero tiene como objetivo evaluar el procesado de corrientes gaseosas con tecnología electroquímica, desarrollando electro-absorbedores (EA) y aplicaciones en las que estos reactores puedan ser utilizados. El proyecto está basado en nuestra experiencia previa, obtenida en proyectos anteriores. El punto de partida es el desarrollo de celdas innovadoras, diseñadas para llevar a cabo reacciones electroquímicas gas-líquido que impliquen un cambio en el estado de oxidación de especies con interés ambiental o energético. En este desarrollo, se aplicará el conocimiento reciente generado en el Laboratorio (electrodos de flujo, microburbujas y alta presión), así como el conocimiento experto adquirido durante más de 20 años de trabajo en la temática. En la búsqueda de una solución más sostenible y económica, se considerarán diferentes estrategias para alimentar las tecnologías electroquímicas con energía renovable, optimizando la misma mediante baterías de flujo redox y herramientas de modelado. La optimización de la ecoeficiencia con herramientas ACV (Análisis Ciclo de Vida) también es un elemento importante de la propuesta. NEAT4SUST+ desarrollará tecnología de vanguardia para: 1) Eliminar COVs y olor mediante EAs atmosféricos; 2) producir oxidantes (H2O2, ClO2 y O3) basados en el uso de EAs presurizados; 3) almacenar más eficientemente la energía mediante el uso de EAs reversibles con dos niveles de presión, que pueden funcionar en modo electrolizador o pila de combustible, lo que deber permitir la gestión optimizada de la energía renovable, que se validará con los procesos Westinghouse y cloroalcalino.NEAT4SUST+ también abordará el modelado de proceso y CFD para comprender los mecanismos de los procesos y aplicará este conocimiento para un cambio de escala con el que alcanzar los TRLs necesarios para el inicio de la transferencia industrial. La participación activa de 7 EPOs ayudará a la transferencia, para lo que los objetivos se han planteado bajo las premisas de aplicabilidad y sostenibilidad. Esta propuesta se ajusta bien a los Desafíos 3 y 5 del PEICTI y también a los planteados en RIS3 y en Horizonte Europa. El Equipo de Investigación es multidisciplinar, activo, experimentado y lo suficientemente grande como para alcanzar todos los hitos propuestos. También participa un importante Equipo de Trabajo, que incluye 10 investigadores internacionales, con los que se comparten programas activos de intercambio, siguiendo la exitosa tradición de proyectos anteriores, que impulsan fuertemente la internacionalización a través de una relación de mutuo beneficio. Como es habitual en nuestro grupo, los resultados se difundirán en revistas de alto impacto y conferencias de relevancia.En cuanto a la gestión, se propone un único proyecto compuesto por tres subproyectos, muy relacionados entre sí. Uno de ellos se centra en el desarrollo a TRL 4 de tres tipos de EAs, que se utilizarán en novedosas aplicaciones. El segundo tratará el escalado a TRL 5, pensando en la futura transferencia de tecnología. Ambos desarrollos técnicos están coordinados por un tercer subproyecto centrado en la Sostenibilidad. La coordinación del proyecto es sólida, con dos paquetes diseñados para favorecer la transferencia de resultados a la Sociedad. Se aborda muy cuidadosamente la formación de nuevos investigadores, como un valor adicional importante de la propuesta.

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2019/06650-3): Sistema potenciostato com módulo de impedância eletroquímica. (AU)

Projeto de Pesquisa CNPq (Chamada Pública MCTI/CNPq N 14/2013 - Universal / Universal 14/2013 - Faixa B - Processo 427452/2018-0): Dos principais problemas ambientais que a sociedade enfrenta, a contaminação dos corpos aquáticos é uma das mais graves, principalmente devido aos micropoluentes presentes, que mesmo em baixíssimas concentrações acarretam vários problemas para os seres vivos. Dentre estes poluentes, destaca-se os desreguladores endócrinos, por serem substâncias que podem interferir no sistema endócrino, ocasionando alterações nos hormônios em animais e doenças como endometriose e câncer de mama e próstata em humanos. Os interferentes ou desreguladores endócrinos carbofurano, metilparabeno e propilparabeno, devido a suas elevadas solubilidades em água, alta toxicidade ebioacumulação, contribuem consideravelmente para a poluição de corpos aquáticos.Visando o tratamento de efluentes industriais, principal fonte de contaminação aquática, destacam-se os Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados, que por meio da geração de radicais hidroxilas (HO), são capazes de degradar compostos orgânicos em compostos inócuos. Um dos precursores dos radicais hidroxilas é o peróxido de hidrogênio (H2O2), o qual pode ser eletrogerado in situ utilizando-se os eletrodos de difusão gasosa (EDG). Os eletrodos do tipo EDG propiciam uma maior eficiência em relação aos processos convencionais para a eletrogeração do H2O2, principalmente quando estes apresentam modificações com compostos metálicos. Os eletrocatalisadores a base de metais, tais como cobalto e nióbio, na forma de complexos metálicos, devido a sua atividade redox e estabilidade química. Desta forma, o presente projeto tem como objetivo realizar a síntese e caracterização de complexos organometálicos, aplicando-os nos eletrodos de difusão gasosa visando a eletrogeração de H2O2. Posteriormente, as melhores condições obtidas serão aplicadas na degradação dos desreguladores endócrinos carbofurano, metilparabeno e propilparabeno, em uma célula de bancada e em um reator eletroquímico de fluxo. O monitoramento da etapa de degradação será realizado utilizando as técnicas de espectrometria no UV/Visível, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), cromatografia líquida acoplada com espectrômetro de massas (LC-MS), cromatografia de íons (IC) e teor de carbono orgânico total (TOC).

Projeto de Pesquisa Temático FAPESP (Processo 2017/10118-0): Neste projeto de pesquisa pretende-se desenvolver, avaliar e aplicar novos materiais em processos eletroquímicos (e associados) para a degradação eletroquímica de compostos com atividade de interferência endócrina (interferentes endócrinos), avaliando-se a eficiência desses processos e a identificação de subprodutos de degradação. Além disso, o projeto prevê o desenvolvimento de sensores eletroquímicos de análise para este tipo de composto e a divulgação científica dos conhecimentos produzidos tanto no meio científico quanto para a sociedade em geral, com atenção especial para alunos de escolas públicas. (AU)

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2018/22210-0): Cromatógrafo Líquido (HPLC) concedido em Projeto Temático (2017/10118-0) em modo multiusuário a ser alocado no IQSC da USP. (AU)

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2018/22211-7): Analisador de Carbono Orgânico Total (TOC) concedido em Projeto Temático (2017/10118-0) em modo multiusuário a ser alocado no IQSC da USP. (AU)

Auxílio Individual à Pesquisa EMU* (Processo 2018/22022-0): Sistema de Espectroeletroquímica. (AU)

O INCT-DATREM tem por objetivo a formação de rede nacional de grupos de pesquisa atuantes na busca por tecnologias inovadoras para avaliação de micropoluentes em nível químico, toxicológico e radioativo, bem como na busca por tecnologias mais eficientes para tratamento de resíduos, esgotos, efluentes e águas de captação, contribuindo para a avaliação de risco, preservação ambiental, saúde humana e controle da segurança e qualidade dos produtos de exportação e importação. As atividades a serem desenvolvidas integram as metas de pesquisa, desenvolvimento e inovação em áreas estratégicas para o país, no tocante à produção sustentável, produção mais limpa e produtos adequados ás normas internacionais. Nas próximas décadas o Brasil enfrentará normas extremamente restritivas para exportação e não poderá mais lançar produtos químicos em seus mananciais sem uma avaliação de risco de compostos comprovadamente tóxicos/genotóxicos e poluentes emergentes, requerendo para tanto métodos de monitoramento e um claro mapeamento das suas propriedades de toxicidade/mutagenicidade, distribuição, biodisponibilidade, persistência, radioatividade e etc. O termo, contaminantes emergentes e/ou micropoluentes refere-se aqui a compostos químicos de origem sintética ou natural, não reconhecidos como prejudiciais à saúde ou ao meio ambiente devido à escassez de resultados que comprovem seus efeitos. Tais compostos estão presentes em diferentes produtos do cotidiano da sociedade moderna, sendo os mais comuns classificados como produtos farmacêuticos, surfactantes, plastificantes, praguicidas, corantes, retardantes de chamas e etc. Além disso, a presença desses contaminantes emergentes em diferentes compartimentos ambientais é alarmante, principalmente, devido ao seu acelerado ritmo de introdução, baixo potencial de degradação e da associação com efeitos tóxicos à saúde. Este Instituto atenderá as necessidades de pesquisas básicas e tecnológicas e de recursos humanos qualificados, oriundas do desafio de contribuir para a reavaliação do risco do lançamento de pelos menos 5000 compostos gerados como rejeitos ou sub-produtos dos processos de produção, bem como da necessidade de buscar novas tecnologias para tratamento de efluentes industriais e esgotos de forma econômica e eficiente, contribuindo assim para ações e políticas que visem harmonizar o desenvolvimento econômico com a questão socioambiental e comprometimento com a saúde pública. Dentro deste contexto, pretendem-se desenvolver métodos analíticos inovadores baseados em técnicas cromatográficas com diferentes detectores (W, DAD, ED e massas) e construção de sensores versáteis e econômicos usando diversos materiais nanoestruturados para obter diagnósticos de forma simplificada na determinação destes compostos em matrizes complexas, corroborados por estudos das propriedades mutagênicas, genotóxicas, ecotoxicológicas e toxicológicas, propiciando uma avaliação de risco adequada e o futuro estabelecimento de critérios de qualidade de água a serem adotados nas normas legais brasileiras. A proposta prevê trabalhar na fronteira do conhecimento, por meio do avanço das pesquisas multi- e transdisciplinares voltadas à preservação ambiental e da saúde humana. O Instituto promoverá forte interação com outras Instituições Científicas e Tecnológicas (ICTs) nacionais e estrangeiras, com empresas e com órgãos governamentais e atuará como redes cooperativas de excelência em pesquisa em contaminantes emergentes, contribuindo para o desenvolvimento de inovações tecnológicas, programas conjuntos de qualificação de recursos humanos, geração de empregos e renda, e melhoria da qualidade de vida da população.

Projeto de Pesquisa Regular FAPESP (2016/01937-4): Este projeto de pesquisa apresenta uma nova proposta para o desenvolvimento de eletrocatalisadores de óxidos metálicos binários suportados em carbono amorfo condutor para a eletrossíntese de H2O2 in situ a partir da reação de redução de O2. Dentro deste escopo, serão produzidos catalisadores de óxidos metálicos binários (Nb, Zr, Ta, Ru, Mo e Co) suportados em carbono Printex 6L e avaliados empregando técnicas de anáise morfológica e estrutural (FRX, TEM, DRX e XPS) e técnicas eletroanalíticas (voltametria cíclica e voltametria de varredura linear) em eletrodos disco-anel rotatórios (RRDE), sendo que os catalisadores mais eficientes para a produção de H2O2 serão incorporados em eletrodos de difusão gasosa modificados a serem acoplados em células eletroquímicas de bancada e reatores eletroquímicos de fluxo, monitorando-se os teores de H2O2 produzidos. (AU)

Projeto de Pesquisa CNPq (Chamada Pública MCTI/CNPq N 14/2013 - Universal / Universal 14/2013 - Faixa B - Processo 470079/2013-4): Os processos produtivos utilizados nas lavouras geram muitos resíduos agrotóxicos. Anualmente são produzidas grandes quantidades destes produtos, afetando a saúde humana e animal. O monitoramento destes agrotóxicos residuais no meio ambiente vem ganhando grande interesse devido ao fato de muitas dessas substâncias serem freqüentemente encontradas em efluentes de Estações de Tratamento de Esgoto(ETEs) e águas naturais. Estudos demonstram que várias dessas substâncias parecem ser persistentes no meio ambiente e não são completamente removidas nas ETEs. Sendo assim, muitas substâncias residuais persistem a vários processos de tratamento convencional de água. Como alternativa ao tratamento convencional destes pesticidas, a tecnologia eletroquímica pode ser considerada uma tecnologia não-convencional que oferece um meio eficiente de controle da poluição por meio de reações redox, seja através das reações diretas entre as espécies poluentes e as superfícies eletródicas, ou do sinergismo desses processos com o poder de espécies oxidantes geradas in situ. Entre as tecnologias não-convencionais, a tecnologia eletroquímica de tratamento de resíduos e efluentes apresenta como grandevantagem a sua compatibilidade ambiental, considerando-se o fato de que o principal reagente, o elétron, é um "reagente limpo". No tratamento eletroquímico de efluentes orgânicos, as moléculas orgânicas são degradadas por reações que ocorrem através da transferência de átomos de oxigênio das moléculas de água da fase solvente para a espécie a ser oxidada. A utilização de reatores eletroquímicos com eletrodosde difusão gasosa (EDG) na geração in situ de H2O2 permite o tratamento de soluções contendo substâncias orgânicas, podendo ser empregado como pré ou pós-tratamento, juntamente a outros processos como, por exemplo, os processos oxidativos avançados (POA). A produção de H2O2 em eletrodos do tipo EDG baseia-se na redução catódica de moléculas de oxigênio. Este tipo de eletrodo não sofre limitações impostas pela concentração do gás no meio aquoso e nem pela difusão das moléculas de O2 do seio da solução até a superfície do eletrodo, como nos eletrodos convencionais. Nas últimas décadas é notável o uso de eletrodos quimicamente modificados, cujo objetivo da modificação é pré-estabelecer e controlar a natureza físico-química da interface eletrodo-solução como forma de alterar a reatividade eseletividade do eletrodo base, favorecendo assim, o desenvolvimento de eletrodos para vários fins e aplicações, desde a catálise de reações orgânicas e inorgânicas até a transferência de elétrons emmoléculas de interesse. A proposta do presente trabalho visa à modificação destes eletrodos por impregnação de óxidos de rutênio, irídio e ósmio micro e nanoestruturados, pois se tratam se metais resistentes ao meio ácido, fim de melhorar a eficiência eletroquímica na redução de oxigênio, a partir de um processo eletródico envolvendo 2 elétrons, e conseqüentemente aumentar o rendimento na síntese deperóxido de hidrogênio in-situ. Os EDGM mais eficientes serão utilizados no processo de degradação de dois agrotóxicos diuron e glicosato, utilizando degradação química direta via H2O2 (oxidação anódica). Além disso, pretende-se efetuar a identificação dos intermediários de degradação dos agrotóxicos durante aaplicação de cada um dos processos de degradação, utilizando-se a Cromatografia Gasosa com Espectrometria de Massas e a Cromatografia Iônica, visando estabelecer a rota de degradação de cada um dos compostos.

Projeto de Pesquisa Regular FAPESP (2011/14314-1): Este projeto apresenta uma nova proposta para o desenvolvimento de catalisadores nano/microestruturados a serem incorporados em eletrodos de difusão gasosa para a produção de peróxido de hidrogênio in situ, a partir da reação de redução de O2. Dentro deste escopo, serão produzidos e avaliados catalisadores de óxidos metálicos suportados em carbono, utilizando-se técnicas de análise estrutural (MEV/EDX, DRX, AFM e DSC/TGA) e técnicas eletroanalíticas (voltametria cíclica e voltametria de varredura linear) em eletrodos disco-anel rotatórios (RRDE), sendo que os catalisadores mais eficientes para a produção de H2O2 serão incorporados em eletrodos de difusão gasosa modificados a serem acoplados em células eletroquímicas de bancada e reatores eletroquímicos de fluxo. monitorando-se os teores de peróxido de hidrogênio gerado. (AU)

Projeto de Pesquisa Regular FAPESP (2011/08588-1): Este projeto apresenta uma nova proposta para o estudo dos mecanismos envolvidos na eletrogeração de peróxido de hidrogênio através da incorporação de catalisadores orgânicos redox na estrutura de eletrodos de difusão gasosa (EDG), produzidos com pigmentos grafíticos condutores. Os EDG modificados pela adição de catalisadores orgânicos redox serão avaliados usando a técnica da camada microporosa com eletrodos do tipo RRDE e com o uso da SECM, além de análises de MEV e FT-IR, sendo escolhidos os compostos da classe das quinonas, dos azo-compostos e das ftalocianinas organometálicas que serão incorporados à massa do eletrodo em proporções iniciadas de 0,1 (m/m). Os melhores catalisadores serão usados para a produção de eletrodos de difusão gasosa para a eletrogeração de H2O2 visando a sua aplicação na degradação eletroquímica/química dos antibióticos Sulfametoxazol e Trimetoprim. A eficiência desses materiais na redução do oxigênio será avaliada inicialmente por estudos eletroquímicos (ensaios voltamétricos e de eletrólise a potencial constante usando os eletrodos RRDE e a microscopia eletroquímica de varredura) e os resultados obtidos serão aplicados otimização da eletrosíntese de peróxido de hidrogênio em uma célula eletroquímica de bancada, monitorando-se os teores de peróxido de hidrogênio gerado, além da sua eficiência na degradação dos fármacos, a partir dos resultados obtidos com o emprego de técnicas analíticas instrumentais: HPLC, IC, TOC, UV/Vis e GC-MS. (AU)

Projeto de Pesquisa Regular FAPESP (2011/00535-6): A poluição no meio aquático se caracteriza pelo lançamento ou infiltração de substâncias nocivas na água. As atividades agrícolas, industriais, mineradoras e os esgotos são as principais fontes causadoras desse tipo de poluição. Compostos orgânicos como pigmentos e corantes causam diversos problemas por sua presença indevida no meio ambiente. Estes compostos apresentam uma grande variedade de cores e estruturas químicas cada vez mais resistentes à degradação. Este trabalho apresenta como foco a aplicação de diversas tecnologias de POA (Processos Oxidativos Avançados) utilizados de forma conjugada aos processos eletroquímicos, este último por meio da oxidação usando eletrodos do tipo ânodos dimensionalmente estáveis (DSA) comerciais, que são conhecidos por suas excelentes propriedades eletrocatalíticas e estabilidade; e/ou pelo tratamento eletroquímico indireto, eletrogerando peróxido de hidrogênio pela redução de oxigênio em eletrodos de difusão gasosa (EDG) produzidos com pigmentos grafíticos condutores e modificados pela adição de catalisadores orgânicos redox insolúveis (quinonas) para degradar corantes alimentícios da classe azo e trifenilmetano consequentemente, Amaranto (Vermelho), Tartrazina (Amarelo), Azul Brilhante FCF e Verde Rápido que atuam como contaminantes da biota aquática. Neste contexto, os POA conjugados aos processos eletroquímicos apresentam-se como uma alternativa viável de tratamento para águas contaminadas com compostos orgânicos, pois devido ao alto potencial de mineralização dos poluentes orgânicos, levam à formação de dióxido de carbono, água e ânions inorgânicos, ou seja, minimizam qualquer formação de resíduos. A eficiência do processo de descontaminação será avaliada pelas concentrações iniciais e finais dos corantes. As técnicas analíticas empregadas para quantificação dos compostos serão a cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas e a medida de concentração de carbono orgânico dissolvido. (AU)