Nas pesquisas desenvolvidas no LabCat são sintetizados e caracterizados materiais adsorventes e catalisadores, sendo estes últimos aplicados em processos sustentáveis para a produção de hidrogênio de fontes renováveis e para a captura e a conversão de gases de efeito estufa (CO, CO2 e CH4).
Nesses processos, empregam-se tecnologias que envolvem catálise heterogênea, termocatálise, fotocatálise e eletrocatálise. São também objeto de estudo, processos catalíticos sustentáveis para a valorização de biomassa, biogás, gás natural, resíduos industriais, gases de combustão e reforma e sua transformação em produtos de alta demanda, como o hidrogênio, gás de síntese, hidrocarbonetos, álcoois e outros compostos.
Alguns dos projetos que financiam as linhas de pesquisa desenvolvidas no LabCat são citados abaixo.
Química verde: Métodos sintéticos sustentáveis que empregam catálise, solventes benignos, reagentes mais seguros e matéria-prima biorrenovável
Agência de fomento: FAPESP Projeto Temático
Número do processo: 2021/12394-0
Situação: Em andamento
Vigência: Jul/2023 - Mai/2028
Natureza: Pesquisa
Descrição: O Centro de Excelência em Pesquisa em Química Sustentável (CERSusChem) foi criado em 2016 pelo Programa Centros de Pesquisa em Engenharia (CPE) da FAPESP e foi cofinanciado pela indústria farmacêutica GlaxoSmithKline (GSK). As atividades do CERSusChem são baseadas em 3 pilares: pesquisa, inovação e disseminação do conhecimento. Para isso, aproveitaremos nossa experiência em organocatálise assimétrica, fotocatálise, eletrocatálise e nanocatálise usando solventes verdes, reagentes mais seguros e matéria-prima renovável. Os novos catalisadores poderão ser imobilizados em diferentes materiais, como nanopartículas, e adaptados ao processo de fluxo contínuo. Nossa proposta também contempla duas abordagens para a educação e disseminação do conhecimento produzido: i) o desenvolvimento de atividades no ensino de graduação e pós-graduação e formação técnica dentro dos princípios da educação formal; e ii) a elaboração de atividades de educação não formal envolvendo a divulgação científica para professores e alunos do ensino médio e fundamental e população em geral.
Coordenador: Arlene Goncalves Corrêa
Integrantes: Ernesto Antônio Urquieta Gonzalez ; Lucia Helena Mascaro Sales ; Márcio Weber Paixão ; Marco Antônio Barbosa Ferreira, Ernesto Chaves Pereira de Souza ; Ivo Freitas Teixeira ; Ricardo Samuel Schwab ; Sérgio Henrique Vannucchi Leme de Mattos.
CAPICUA - (Bio/Foto)Catálise, Adsorção e Intensificação de Processo para avançar na Captura e Utilização de CO2
Agência de fomento: CNPq/INCT
Número do processo: 406710/2022-8
Situação: Em andamento
Vigência: Dez/2022 - Dez/2027
Natureza: Pesquisa.
Descrição: Esta proposta de INCT visa a articular de maneira sinérgica grupos brasileiros que vem realizando pesquisa em diferentes elos da cadeia de captura e conversão do CO2. O objetivo principal da proposta é determinar parâmetros de desempenho teórico de processos de captura e de conversão de CO2 a partir de dados fundamentais obtidos em escala de laboratório para adsorventes e (bio)catalisadores, explorando diferentes estratégias de intensificaçào de processo: leitos móveis, novos contactores obtidos por impressão 3D, aprendizado de máquina para otimizaçào de processos, dentre outros. Para tanto, o INCT está composto de grupos que desenvolvem pesquisa fundamental e grupos mais voltados para o projeto de processos.
Coordenador: Diana Cristina Silva de Azevedo.
Integrantes: Janaina Fernandes Gomes / Emilio Carlos Nelli SIlva/ Jose Mansur Assaf / Moises Bastos Neto/Francisco Murilo Tavares de Luna/ André Casimiro de Macedo/ André Valente Bueno/Antonio Eurico Belo Torres/ Célio Loureiro Cavalcante Jr/ Enrique Vilarrasa Garci/Luciana Rocha Barros Gonçalves/ Maria Valderez Ponte Rocha/Sebastião Mardônio Pereira de Lucena/ Tiago Lima de Albuquerque/ Regina de Fátima Peralta Muniz Moreira/ Cesar Costapinto Santana/ Cláudio Dariva/ Elton Franceschi / Gustavo Rodrigues Borges/ Juliana Faccin de Conto Borges / Luiz Fernando Romanholo Ferreira/ Silvia Maria Egues Dariva/ Diego Silva Prado/ Galo Antonio Carrillo Le Roux/ José Luís de Paiva / Marcelo Martins Seckler/ Emmanuel Silva Marinho/ Marcial Porto Fernandez/ Solange de Oliveira Pinheiro/ Mona Lisa Moura de Oliveira/Cristina Silva Azevedo.
Agência de fomento: FAPESP/CPE
Número do processo: 2020/15230-5
Situação: Em andamento
Vigência: Mai/2021 - Abr/2026
Natureza: Pesquisa
Descrição: O FAPESP - Shell Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa tem como objetivo ser um centro de classe mundial para estudos avançados com foco em inovação para sustentabilidade e mitigação de emissões de gases de efeito estufa.
O Centro complementa a experiência da Fapesp no apoio à pesquisa científica de alto nível e ao desenvolvimento de tecnologia nessas áreas.
O Centro reúne uma equipe técnica e científica que tem se envolvido, ao longo dos últimos anos, com problemas nas áreas de energia e meio ambiente, propondo soluções parciais relacionadas a um dos Programas citados.
O Centro pretende integrar este esforço, explorando os distintos enfoques de forma complementar; dar respostas e fornecer soluções inovadoras, de acordo com o melhor planeamento possível, às questões suscitadas pelos problemas de engenharia existentes, políticas econômicas e impactos sociais associados à emissão de gases de efeito de estufa e ao meio ambiente.
Temos como objetivo o estabelecimento de um Centro de classe mundial com investigações de pesquisa, inovação e disseminação de conhecimento para contribuir mundialmente com soluções para o desafio mais significativo que a humanidade está enfrentando no século 21: Mudanças Climáticas.
Neste empreendimento, o Centro possui cinco Programas de pesquisa distintos, mas complementares: Soluções Baseadas na Natureza (NBS), Captura e Utilização de Carbono (CCU), Captura e Armazenamento de Carbono para Bioenergia (BECCS), Gases de Efeito Estufa (GEE) e Advocacia.
A integração desses cinco temas e de todo o conhecimento e inovação gerados nesse Centro apoiarão diretamente o Brasil no alcance das Contribuições Nacionalmente Determinadas (NDCs) por meio de Pesquisa & Inovação.
O Centro servirá para liberar o potencial brasileiro para uma transição energética sustentável, visando um aumento bem abaixo de 2°C no cenário global de mudanças climáticas.
Coordenador: Julio Romano Meneghini
Pesquisadores principais: Alberto Waingort Setzer ; Bruno Souza Carmo ; Caetano Rodrigues Miranda ; Carlos Eduardo Pellegrino Cerri ; Celma de Oliveira Ribeiro ; Colombo Celso Gaeta Tassinari ; Edmilson Moutinho dos Santos ; Elen Aquino Perpetuo ; Elisabete Moreira Assaf ; Emílio Carlos Nelli Silva ; Galo Antonio Carrillo Le Roux ; Glauco Augusto de Paula Caurin ; Gustavo Roque da Silva Assi ; Hamilton Brandão Varela de Albuquerque ; Izabel Fernanda Machado ; José Reinaldo Silva ; Liane Marcia Rossi ; Luiz Augusto Toledo Machado ; Luiz Eduardo Oliveira e Cruz de Aragão ; Marcelo Antunes Nolasco ; Marcelo Martins Seckler ; Maurício Roberto Cherubin ; Oswaldo Luiz Do Valle Costa ; Rafael Silva Oliveira ; Reinaldo Camino Bazito ; Ricardo Augusto Gorne Viani ; Rita Maria de Brito Alves ; Sergio Frascino Muller de Almeida ; Suani Teixeira Coelho.
Pesquisadores associados: Alan James Peixoto Calheiros ; Alberto José Fossa ; Alexandre Salem Szklo ; Aline Veronese da Silva ; Ane Auxiliadora Costa Alencar ; Antonio Carlos Bender Burtoloso ; Antonio Garrido Gallego ; Antonio Luiz Pacifico ; Arnaldo Cesar da Silva Walter ; Ataualpa Albert Carmo Braga ; Camila Emilia Kozonoe ; Carlos Gustavo Tornquist ; Carlos Henrique Grohmann de Carvalho ; Cassius Vinicius Stevani ; Celma de Oliveira Ribeiro ; Celso von Randow ; Cimélio Bayer ; Ciro Antonio Rosolem ; Claudio Augusto Oller do Nascimento ; Cristiano Alberto de Andrade ; Daniel de Oliveira Mota ; Daniela Milstein ; Daniela Zanchet ; David Montenegro Lapola ; Dener Márcio da Silva Oliveira ; Diana Cristina Silva de Azevedo ; Diego Mauricio Riano Pachon ; Dominique Mouette ; Douglas Gouvêa ; Drielli Peyerl ; Edson Antonio Ticianelli ; Eny Iochevet Segal Floh ; Fabio Henrique Barros de Lima ; Fernando Augusto de Noronha Castro Pinto ; Fernando Dini Andreote ; Fernando Luiz Sacomano Filho ; Flavio Leandro de Souza ; Francielle Candian Firmino Marcos ; Germano Tremiliosi Filho ; Glauco Augusto de Paula Caurin ; Guenther Carlos Krieger Filho ; Gustavo Roque da Silva Assi ; Heberton Wender Luiz dos Santos ; Helio Goldenstein ; Hirdan Katarina de Medeiros Costa ; Iberê Luiz Caldas ; Janaina Fernandes Gomes ; Javier Ignácio Toro González ; Jean Pierre Henry Balbaud Ometto ; Jeferson Dieckow ; Joannes Guillemot ; João Luís Nunes Carvalho ; Joaquim Eugênio Abel Seabra ; Joelma Perez ; José Augusto Penteado Aranha ; Jose Fernando Queiruga Rey ; José Luís de Paiva ; Jose Mansur Assaf ; José Reinaldo Silva ; José Roberto Castilho Piqueira ; José Roberto Simões Moreira ; Julia Zanin Shimbo ; Julio Michael Stern ; Jurandir Itizo Yanagihara ; Karen Louise Mascarenhas ; Kazuo Nishimoto ; Leandro Pierroni Martins ; Leidivan Almeida Frazão ; Liana Oighenstein Anderson ; Luciana Varanda Rizzo ; Lucy Gomes Sant'Anna ; Luiz Carlos Estraviz Rodriguez ; Luiz Eduardo Oliveira e Cruz de Aragão ; Marcelo Menossi Teixeira ; Marcio Augusto Sampaio Pinto ; Marcos Antonio Simplicio Junior ; Marcos de Sales Guerra Tsuzuki ; Marcos Egydio da Silva ; Marcos Silveira Buckeridge ; Maria Anita Mendes ; Martin Schmal ; Maurício Roberto Cherubin ; Moisés Bastos Neto ; Newton La Scala Júnior ; Paulo Eduardo Artaxo Netto ; Paulo Negrais Carneiro Seabra ; Pedro Gerber Machado ; Pedro Henrique Santin Brancalion ; Pedro Luiz Pizzigatti Corrêa ; Pedro Miguel Vidinha Gomes ; Pedro Rua Rodriguez Rochedo ; Plínio Barbosa de Camargo ; Professor Lucy Rowland ; Rafael dos Santos Gioria ; Rafael Garaffa ; Rafael Silva Oliveira ; Raphael da Silva Alvim ; Régis Rathmann ; Reinaldo Giudici ; Renato Sanches Freire ; Renato Vitalino Gonçalves ; Ricardo de Oliveira Bordonal ; Ricardo Ribeiro Rodrigues ; Roberto Manuel Torresi ; Rômulo Augusto Ando ; Sergio Brochsztain ; Sigmar Malvezzi ; Stoécio Malta Ferreira Maia ; Susana Inés Córdoba de Torresi ; Thiago de Castro Martins ; Thiago Lopes ; Thiago Luis Felipe Brito ; Vanderley Moacyr John.
4 - PROJETO FINEP
Separação supersônica e adsortiva offshore do CO2 e outros contaminantes do gás natural do pré-sal brasileiro
Agência de fomento: FINEP
Número do Convenio: 01.23.0590.00
Situação: Em andamento
Vigência: Nov/2023 - Nov/2026
Natureza: Pesquisa
Descrição: Desenvolver um processo combinando as tecnologias de separação supersônica e adsortiva tendo como meta obter o gás natural (GN) seco, com concentrações de hidrocarbonetos e CO2 inferiores aos limites de especificação. Dois separadores supersônicos (SS) operando em série serão aplicados, um para a desidratação e a separação simultânea de hidrocarbonetos e um outro para a remoção substancial de CO2. O CO2 remanescente será removido por adsorção. CFD será usada para modelar os SS e otimizar sua eficiência de remoção dos contaminantes. Uma unidade SS experimental será montada para a validação dos modelos determinados. Na etapa de adsorção, serão desenvolvidos adsorventes inovadores com elevada capacidade de remoção do CO2, os quais serão avaliados quanto aos seus aspectos termodinâmicos e cinéticos em unidades experimentais. Buscar-se-á reduzir significativamente o tamanho dos equipamentos de forma a viabilizar essas operações em plataformas offshore de produção de GN no pré-sal.
Coordenador: Luis Augusto Martins Ruotolo
Integrantes: Mônica Lopes Aguiar, Dilson Cardoso, Gabriela Cantarelli Lopes, Ernesto Antonio Urquieta Gonzalez, Vádila Giovana Guerra Béttega.
5 - PROJETO BRASKEM/RCGI
Desenvolvimento de Rotas Tecnológicas para Produção de Etanol e Hidrocarbonetos C2+ a partir de CO2
Agência de fomento: Braskem/RCGI
Número do processo: 4800007167
Situação: Em andamento
Vigência: Ago/2023 - Ago/2027
Natureza: Pesquisa
Descrição: Este projeto busca o estudo aprofundado de rotas tecnológicas para conversão de CO2 a compostos C2+ via hidrogenação catalítica de CO2 e redução eletrocalítica de CO2. O projeto de pesquisa compreende etapas de simulação e química computacional para o desenho de catalisadores específicos para as reações pretendidas, síntese, caracterização e avaliação experimental e modelagem cinética, usos de ferramentas termodinâmicas para determinação de propriedades e predição da conversão das reações, modelagem e simulação de processos para cálculos de equilíbrio e cinéticos, desenho do projeto conceitual de processo, intensificação de processos e avaliações técnica, econômica e ambiental.
Coordenador: Rita Maria de Brito Alves
Integrantes: Rita Maria de Brito Alves, Claudio Augusto Oller do Nascimento, Reinaldo Giudici, Martin Schmal, Antônio Esio Bresciani, Caetano Miranda, Elisabete Assaf, José Mansur Assaf, Janaina Fernandes Gomes.
Consolidação do conceito de biorrefinaria aplicado ao tratamento biológico de águas residuárias e de resíduos sólidos
Agência de fomento: FAPESP Projeto Temático
Número do processo: 2022/10615-1
Situação: Em andamento
Vigência: Ago/2023 - Jul/2028
Natureza: Pesquisa
Descrição: O conceito de biorrefinaria tem sido aplicado a sistemas de tratamento de águas residuárias e de resíduos sólidos por vários grupos de pesquisa em todo o mundo. Muitos avanços têm sido obtidos principalmente com a aplicaçõao da biotecnologia anaeróbia, com rendimentos e produtividades crescentes na produção de ácidos orgânicos, solventes, bioplásticos, hidrogênio e metano, entre outros produtos de interesse. O domínio crescente dos conceitos básicos associados ao processo global tem levado a propostas diversificadas para valoração dos despejos e resíduos predominantemente orgânicos. Os grupos associados para o desenvolvimento deste projeto trabalham conjuntamente há mais de uma década, sempre com foco nos fundamentos dos processos e, com esta proposta, buscam a consolidação deste conhecimento acumulado para testar a hipótese de que é possível a aplicação e consolidação do conceito de biorrefinaria ao processamento de águas residuárias e resíduos sólidos pela aplicação de tecnologia anaeróbia, aliada a processos físico-químicos e catalíticos. O objetivo geral do projeto temático é aprofundar o conhecimento sobre a aplicação de tecnologia anaeróbia, como unidade principal ou combinada com processos físico-químicos e com processos químicos catalíticos, para o processamento de águas residuárias e resíduos sólidos, subprodutos de processos industriais, para consolidação do conceito de biorrefinaria. Para isso, os grupos trabalharão de forma integrada para: (i) aplicar diferentes processos de transformação e de reatores anaeróbios, no tratamento de subprodutos e águas residuárias da agroindústria, com a finalidade de geração de bioenergia e obtenção de produtos de elevado valor agregado; (ii) valorar resíduos lignocelulósicos dentro do conceito de biorrefinaria por meio de codigestão, integração da liquefação hidrotérmica e digestão anaeróbia e conversão direta de derivados da biomassa lignocelulósica utilizando catalisadores heterogêneos bifuncionais; (iii) desenvolver e investigar catalisadores à base de metais não-nobres para a conversão direta de CH4 e CO2 a ácido acético e para a conversão de CH4 e CO2 a gás de síntese via DRM (dry reforming of methane); (iv) desenvolver modelos matemáticos para os processos anaeróbios presentes em biorrefinairas; (v) aplicar a metodologia de Análise de Ciclo de Vida (ACV) para a determinação do desempenho ambiental da biorrefinaria. Com isso, espera-se que a visão tradicional do saneamento seja superada, para que se consolide definitivamente a visão de recuperação de energia e materiais para a adequação ambiental dos efluentes e resíduos gerados.
Coordenador: Marcelo Zaiat.
Pesquisadores principais: Edson Luiz Silva ; Elisabete Moreira Assaf ; José Alberto Domingues Rodrigues ; Jose Mansur Assaf ; Maria Bernadete Amâncio Varesche ; Valeria Maia Merzel.
Pesquisadores associados: Aldo Roberto Ometto ; Alvaro José dos Santos Neto ; Eugenio Foresti ; Flávia Mendes de Almeida Collaço ; Giovana Tommaso ; Giovanna Lovato ; Guilherme Henrique Duarte de Oliveira ; Janaina Fernandes Gomes ; Juliano José Corbi ; Lucas Tadeu Fuess ; Luiz Henrique Vieira ; Márcia Helena Rissato Zamariolli Damianovic ; Roberta Albanez Toreta ; Rogers Ribeiro ; Suzana Maria Ratusznei ; Tiago Palladino Delforno ; Wu Hong Kwong.
Termo, Foto, Eletro: Diferentes estratégias para a conversão de gás de síntese em hidrocarbonetos líquidos - CATHIDRCOV
Agência de fomento: Finep
Número do processo: 01.23.0645.00
Situação: Em andamento
Vigência: Nov/2023 - Nov/2026
Natureza: Pesquisa
Descrição: O objetivo deste projeto é desenvolver uma rota catalítica heterogênea (catálise e foto catálise) em fase gasosa ou líquida para se obter combustíveis líquidos, especialmente hidrocarbonetos na faixa da gasolina, querosene e diesel e álcoois de cadeia pequena, a partir do gás de síntese. Esses processos serão avaliados sobre materiais híbridos à base de metais e zeólitas, nanopartículas de heteroestruturas de metais nobre/não nobre, nitretos de carbono e semicondutores.
Coordenador: Lúcia Helena Mascaro
Integrantes: Lucia Helena Mascaro Sales, Janaina Fernandes Gomes, João Batista Oliveira dos Santos, José Mansur Assaf, José Maria Correa Bueno, Ernesto Chaves Pereira de Souza, Ivo Freitas Teixeira, Marcio Weber Paixão, Alice Medeiros de Lima, Felipe Fernando Furlan.
Desenvolvimento de Rotas Não Convencionais de Ativação do Metano
Agência de fomento: Finep
Número do processo: 01.23.0662.00
Situação: Em andamento
Vigência: Nov/2023 – Nov/2026
Natureza: Pesquisa
Descrição: Este projeto visa desenvolver conhecimento fundamental e aplicado para a conversão catalítica de gás natural em gás de síntese por rotas convencionais e não-convencionais. Entre as rotas não-convencionais pretende-se avaliar a bi reforma do metano utilizando CO2 (composto comumente presente no gás natural). Serão exploradas também vias fotocatalíticas de ativação do metano em condições brandas, empregando-se materiais semicondutores e complexos organometálicos como fotocatalisadores. Esta proposta é coordenada e integrada por pesquisadores da UFSCar que atuam nas várias subáreas essenciais para a execução deste projeto, incluindo inclusive pesquisadores com experiência na análise técnico-econômica e ambiental dos processos estudados.
Coordenador: José Maria Correa Bueno.
Integrantes: Janaina Fernandes Gomes, João Batista Oliveira dos Santos, José Mansur Assaf, José Maria Correa Bueno, Ernesto Chaves Pereira de Souza, Ivo Freitas Teixeira, Lucia Helena Mascaro Sales, Marcio Weber Paixão, Alice Medeiros de Lima, Felipe Fernando Furlan.
Numero do processo: 406710/2022-8
Situação: Em andamento
Vigência: Abr/2020 até Mar/2025
Natureza: Extensão
Descrição: O Programa de Especialização em Biocombustíveis (PRH-39) foi implantado no Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos (DEQ/UFSCar) em 2010, por meio de um convênio firmado com a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) e renovado em 2019 através de novo convênio com a participação da FINEP até 30 de julho de 2024 e agora com a entrada da FAPESP a partir de 01 de agosto de 2024. Para selecionar as instituições de ensino de nível superior, a ANP realizou uma única Chamada Pública que resultou na classificação de 55 programas de nível superior, em 26 instituições de ensino em 13 estados da federação. Nesta segunda fase os recursos financeiros são baseados em aportes oriundos da Cláusula de PD&I, constante dos contratos para exploração, desenvolvimento e produção de petróleo e gás natural, a qual tem como objetivo estimular a pesquisa e a adoção de novas tecnologias para o setor de competência reguladora da ANP (Lei nº 9.478/1997).
O objetivo do Programa de Especialização em Biocombustíveis é atingir a excelência na formação de recursos humanos na área de Biocombustíveis, complementando a formação dos alunos nos cursos de graduação, mestrado e doutorado em Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos em temas relacionados à Formação de Pessoal em Biocombustíveis, gerando pesquisa aplicada e formando especialistas para atender a demanda do setor e se justifica a partir da necessidade de ampliação e fortalecimento de recursos humanos voltados para os desafios técnicos, tecnológicos e de gestão desta indústria.
Coordenador: José Mansur Assaf
Comissão Gestora: José Mansur Assaf, Alberto Colli Badino Junior, Antonio José Gonçalves da Cruz, Janaina Fernandes Gomes (Consultora)
Integrantes: José Mansur Assaf, Alberto Colli Badino Junior, Antonio José Gonçalves da Cruz, Janaina Fernandes Gomes, Laura Lorena da Silva, Luiz Henrique Vieira, André Bernardo, Antonio Carlos Luperni Horta, Dilson Cardoso, Edson Luiz Silva, Ernesto Antonio Urquieta Gonzalez, Fernanda Perpétua Casciatori, Gabriela Cantarelli Lopes, João Batista Oliveira dos Santos, João Paulo Silva Queiroz, José Maria Corrêa Bueno, Paulo Waldir Tardioli, Patricia Moreira Lima, Rosineide Gomes da Silva Cruz, Vádila Giovana Guerra Béttega, Ruy de Souza Junior, Diego Andrade Lemos, Gustavo Dias Maia, Thais Suzane Milessi Esteves, Mônica Lopes Aguiar, Adriana Paula Ferreira Palhares, Felipe Fernando Furlan, Rodrigo Béttega, Thiago Faggion de Pádua, Francisco Guilherme Esteves Nogueira.
Mais informações sobre o programa e participantes através do site: PRH 39 -DEQ/UFSCar.