Banca de QUALIFICAÇÃO: MARIANA LUMI ICHIHARA SADO

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : MARIANA LUMI ICHIHARA SADO
DATA : 08/05/2026
HORA: 07:30
LOCAL: Microsoft TEAMS
TÍTULO:

Desenvolvimento de membranas de dupla fase à base de Pr, de perovskita e carbonato fundido, para tecnologia de captura de CO2.

PALAVRAS-CHAVES:

captura de CO2; perovskita; fibras ocas; carbonato fundido; membrana de fase dupla.

PÁGINAS: 129
RESUMO:

O aumento alarmante das concentrações de CO2 na atmosfera tem despertado interesse em membranas cerâmicas de fase dupla com carbonato fundido, uma tecnologia promissora para a captura de CO2. Estas membranas oferecem seletividade teoricamente infinita ao CO2 em operação contínua e menor impacto ambiental comparado às tecnologias atuais. São particularmente adequadas para integração em sistemas de geração de energia em alta temperatura, como usinas de ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC) e ciclo combinado a gás natural (NGCC), onde a captura deve ocorrer em ambientes quimicamente exigentes e sob temperaturas elevadas (500 a 900°C). Nesse contexto, este trabalho concentra-se no desenvolvimento e otimização dessas membranas, desde a preparação inicial e análise do pó cerâmico até sua conformação, incorporação do carbonato fundido e testes finais de permeação.
A adequação de óxidos perovskita (ABO3) como fase de suporte cerâmico reside em sua elevada resistência ao CO2, estabilidade térmica de até 1000°C e compatibilidade química com o carbonato fundido. A separação do CO2 ocorre por transporte eletroquímico, processo que depende de duas propriedades críticas e muitas vezes concorrentes: alta concentração de vacâncias de oxigênio e robusta estabilidade química em atmosferas ricas em CO2. Estas propriedades estão intrinsecamente acopladas, criando um desafio fundamental no design dos materiais. Estratégias para aumentar as vacâncias de oxigênio podem reduzir a estabilidade estrutural e a tolerância ao CO2, levando à degradação por decomposição da fase ou formação de carbonatos secundários. Assim, esta tese investigou a interação entre essas propriedades em função da dopagem no sítio B (Capítulo 5) e da subestequiometria no sítio A (Capítulo 6). Todas as composições foram sintetizadas com sucesso pelo método EDTA-citrato.
No Capítulo 5, o efeito da dopagem com vanádio no óxido Pr0.6Sr0.4(Co0.2Fe0.8)1−xVxO3−δ (x = 0.0–0.09) foi investigado sistematicamente, focando na química de superfície, vacâncias de oxigênio, resistência ao CO2 e estabilidade de fases. As amostras dopadas exibiram maior estabilidade ao CO2 e de fase acima de 700°C, sugerindo que o vanádio promove maior integridade estrutural em longo prazo. Para ampliar a perspectiva sobre como a engenharia de composição ajusta as propriedades funcionais, o Capítulo 6 analisa composições com deficiência no sítio A: (Pr0.6Sr0.4)1−xCu0.2Fe0.8O3−δ (x = 0.0 - 0.1).
Na sequência, suportes em fibras ocas serão fabricados por inversão de fases, utilizando a composição com melhor indicativo de separação de CO2. Os desafios incluem obter uma estrutura assimétrica com camada fina e alta conectividade de poros, essenciais para a permeabilidade, além de resistência mecânica para suportar pressões operacionais. Procedimentos de selamento e testes de estanqueidade serão conduzidos conforme protocolos padrão.
Ademais, a pesquisa explora dois tipos de incorporação de carbonato na matriz cerâmica: infiltração direta e controlada. A técnica determina a distribuição do carbonato, sua conectividade e estanqueidade, afetando o desempenho global e a durabilidade. Por meio de microtomografia computadorizada de raios X (micro-CT), os métodos serão avaliados quanto à capacidade de otimizar a carga de carbonato, garantir distribuição uniforme na fibra oca, minimizar a perda de carbonato em operação e manter as fronteiras trifásicas estáveis, indispensáveis para o transporte eficiente de CO2.

 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 2998060 - ALYSSON MARTINS ALMEIDA SILVA
Externo à Instituição - DANIEL DORNELLAS ATHAYDE - UFMG
Externo ao Programa - 1668114 - DANIEL MONTEIRO ROSA - nullExterno ao Programa - 1547480 - JOSE ANTONIO HUAMANI COAQUIRA - null