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Os combustíveis derivados da biomassa têm o potencial de diminuir a dependência dos combustíveis líquidos provenientes do petróleo. Prevê-se que, até 2050, aproximadamente 27% do combustível global para transporte seja, de uma forma sustentável, proveniente da biomassa e de outros resíduos. Por esta razão, o desenvolvimento de biocombustíveis avançados, através da modificação das características do bio-óleo, tem sido um tema de apreciável interesse nos últimos anos, tanto por parte da indústria como pela comunidade científica.
Apesar do inerente impacto económico, a produção de biocombustíveis através da pirólise de biomassa continua a representar um desafio considerável. O bio-óleo obtido não é imediatamente utilizável devido à sua viscosidade, sendo também quimicamente instável devido à presença de um elevado número de compostos oxigenados.
Melhorar a qualidade do bio-óleo é crucial, e várias etapas estão envolvidas neste processo, tais como as reações químicas de desoxigenação e o hidrocraqueamento, estando esta última relacionada com a reação entre o hidrogénio e os compostos orgânicos de cadeias longas que se encontram na mistura, convertendo-os em moléculas mais pequenas. Diversas moléculas têm sido usadas como moléculas modelo com o intuito de compreender e avaliar a reatividade dos diferentes componentes na mistura. Assim, para superar os desafios industriais nos mecanismos de reação que conduzem a biocombustíveis avançados, é necessária uma contribuição significativa de dados termodinâmicos de elevada precisão. Esses dados possibilitam avaliar a reatividade das espécies e estudar os diferentes caminhos sustentáveis para a síntese de biocombustíveis.
Nesse contexto, o presente projeto envolve a realização de um estudo sistemático experimental e computacional, sobre moléculas "chave" em processos de valorização da biomassa. O principal objetivo é avaliar a estabilidade térmica e química desses compostos, determi  |
Resumo
Os combustíveis derivados da biomassa têm o potencial de diminuir a dependência dos combustíveis líquidos provenientes do petróleo. Prevê-se que, até 2050, aproximadamente 27% do combustível global para transporte seja, de uma forma sustentável, proveniente da biomassa e de outros resíduos. Por esta razão, o desenvolvimento de biocombustíveis avançados, através da modificação das características do bio-óleo, tem sido um tema de apreciável interesse nos últimos anos, tanto por parte da indústria como pela comunidade científica.
Apesar do inerente impacto económico, a produção de biocombustíveis através da pirólise de biomassa continua a representar um desafio considerável. O bio-óleo obtido não é imediatamente utilizável devido à sua viscosidade, sendo também quimicamente instável devido à presença de um elevado número de compostos oxigenados.
Melhorar a qualidade do bio-óleo é crucial, e várias etapas estão envolvidas neste processo, tais como as reações químicas de desoxigenação e o hidrocraqueamento, estando esta última relacionada com a reação entre o hidrogénio e os compostos orgânicos de cadeias longas que se encontram na mistura, convertendo-os em moléculas mais pequenas. Diversas moléculas têm sido usadas como moléculas modelo com o intuito de compreender e avaliar a reatividade dos diferentes componentes na mistura. Assim, para superar os desafios industriais nos mecanismos de reação que conduzem a biocombustíveis avançados, é necessária uma contribuição significativa de dados termodinâmicos de elevada precisão. Esses dados possibilitam avaliar a reatividade das espécies e estudar os diferentes caminhos sustentáveis para a síntese de biocombustíveis.
Nesse contexto, o presente projeto envolve a realização de um estudo sistemático experimental e computacional, sobre moléculas "chave" em processos de valorização da biomassa. O principal objetivo é avaliar a estabilidade térmica e química desses compostos, determinando propriedades termodinâmicas como pressões de vapor a diferentes temperaturas, temperatura e entalpia de transições na fase condensada, entalpias e entropias de sublimação, entalpias e energias de Gibbs de formação nas fases cristalina e gasosa.
Os compostos a serem estudados são derivados de lactonas e pironas, geralmente considerados como moléculas modelo no estudo da produção de produtos químicos de elevado valor comercial e de biocombustíveis. É importante referir que os dados termodinâmicos para este tipo de composto são escassos ou mesmo inexistentes.
Complementarmente, pretendemos estabelecer esquemas que permitam calcular, com fiabilidade, dados termoquímicos por via computacional, a fim de investigar várias reações de conversão dessas moléculas, nomeadamente reações de hidrogenação e hidrodesoxigenação, entre outras.
No final deste projeto, espera-se conseguir a racionalização de possíveis relações entre a estrutura cristalina, propriedades termodinâmicas e características electrónicas dos substituintes presentes em lactonas e pironas, contribuindo assim para a estimativa de idênticas propriedades para outros compostos estruturalmente relacionados. |