Célula fotoeletroquímica para reação de redução de oxigênio (ou de dióxido de carbono) e oxidação de poluentes orgânicos

Métodos eletroquímicos têm se mostrado uma alternativa eficaz para a redução de poluentes orgânicos oriundos de efluentes domésticos e industriais. Essas técnicas utilizam energia elétrica para promover a oxidação e redução de espécies químicas sem as desvantagens dos processos tradicionais, como a necessidade de grande quantidade de reagentes químicos, a possibilidade de geração de organoclorados ou o risco de morte ou mutação do substrato bacteriológico.

Esse é o caso de uma célula eletroquímica desenvolvida na Unicamp para reação de redução de oxigênio ou dióxido de carbono e oxidação de poluentes orgânicos. A invenção consiste de um eletrodo de difusão gasosa (GDE) contendo partículas de fotocatalisadores em uma configuração que possibilita o fluxo de gás por meio do eletrodo com simultânea irradiação da sua superfície.

Seu objetivo é remover contaminantes como fármacos, detergentes e corantes por meio da conversão de oxigênio (O₂) em peróxido de hidrogênio (H₂O₂), um forte agente oxidante capaz de decompor os principais contaminantes orgânicos presentes em efluentes de fábricas e nos corpos d’água, além dos poluentes de preocupação emergente.

O grande diferencial da invenção é o fato de o sistema ser inteiramente movido a energia solar: o GDE usado como fotocatodo ser fotoativo, contendo partículas de semicondutores capazes de absorver luz e converter energia solar para promover reações químicas. Além disso, a invenção também se insere em sistemas para converter gás carbônico (CO₂) em moléculas de maior valor agregado, como gás de síntese (CO/H₂), metano, formiato, álcoois ou outros hidrocarbonetos.

Dessa forma, trata-se de uma tecnologia que remove de maneira eficiente e sustentável os poluentes orgânicos presentes em efluentes de fábricas e corpos d’água e que ainda ajuda a minimizar a emissão de CO₂ na atmosfera, gás responsável pelo agravamento do efeito estufa.