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2 Nanotecnologia
Neste item, serão apresentadas pesquisas desenvolvidas em programas da
COPPE/UFRJ relacionadas à temática nanotecnologia. Alguns resultados parciais desta
linha temática são: desenvolvimento de nanocatalisadores, conversores fototérmicos
para geração de calor e eletricidade, entre outros.
2.1 Nanotecnologia no desenvolvimento de materiais relacionados às
energias renováveis
A nanotecnologia, sugerida pela primeira vez há mais de 50 anos por Richard
Feynman em sua famosa palestra para a Sociedade Americana de Física e que
floresceu após a descoberta dos fulerenos e nanotubos de carbono já há mais de 20
anos, é considerada uma nova etapa da Revolução Industrial. Dada a sua amplitude e
âmbito de aplicação, que perpassa todas as áreas da tecnologia e mesmo além, seria
atualmente mais acertado falar na existência de nanotecnologias, em vez de uma
nanotecnologia.
Dentro deste ponto de vista, atualmente na Coppe as atividades de pesquisa e
desenvolvimento em nanotecnologia têm sido realizadas em diversos programas, com
importantes aplicações nas mais diversas áreas da Engenharia. Desta forma, embora
tendo importância fundamental, conforme acima destacado, a nanotecnologia
representa uma ferramenta a ser constantemente desenvolvida e dominada de forma a
desenvolver e dominar tecnologia de ponta.
As atividades em nanotecnologia na Coppe abrangem a pesquisa e
desenvolvimento de materiais nanoestruturados, nanocompósitos, nanosensores,
nanocatalisadores, nanofilmes, revestimentos e tratamentos de superfície, nanofibras,
nanopartículas, nanofluidos, nanomenbranas etc., com aplicação nas áreas de petróleo
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e gás, energia elétrica, fontes alternativas de energia, energia solar, processos de
separação e purificação de água, construção civil, indústria química, mecânica e
metalúrgica.

Linha de Pesquisa 1: Conversores fototérmicos para geração de calor
e eletricidade a partir de materiais nanoestruturados e microdissipadores térmicos
Projeto inovador e desenvolvimento tecnológico de coletores solares com
concentração para geração de calor e eletricidade, empregando superfícies
absorvedoras com nanorrevestimentos, substratos de nanocompósitos e perfusão de
microcanais com leitos superidrofóbicos, resfriamento primário por nanofluidos e
recuperação térmica para emprego na dessalinização por membranas nanoestruturadas.
A presente proposta trata de forma simultânea os problemas de transferência de calor e
massa e de materiais na nanoescala inerentes à conversão direta fototérmica, à geração
termelétrica e à dessalinização de água, investigando uma concepção simples e
eficiente baseada em inovações possibilitadas pela nanotecnologia.
A produção de equipamentos para o aproveitamento de fontes alternativas de
energia para substituir outras formas tradicionais que utilizam, sobretudo, combustíveis
fósseis ainda não está consolidada em grandes cartéis e monopólios e pode ser um
campo de grande potencial para a criação de pequenas empresas de base tecnológica,
que tradicionalmente têm se desenvolvido em ambientes de inovação. Por outro lado, o
emprego de fontes alternativas se ajusta bem à descentralização da produção de
energia. Além da geração, a utilização de outros equipamentos que utilizem energia
elétrica ou energia térmica nas suas mais diferentes formas, nos quais soluções
tradicionais são substituídas por inovações, também é um campo de grande potencial
para a criação de novas cadeias e arranjos produtivos locais, capazes de estimular a
geração de emprego e renda e, desta forma, promover o desenvolvimento sustentável.
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A Coppe/UFRJ reúne competências, isoladamente, em todas as inovações aqui
propostas, quais sejam o nanotratamento das superfícies absorvedoras e das
superfícies superidrofóbicas, a intensificação de troca térmica por nanocompósitos,
microdissipadores e nanofluidos e o desenvolvimento de membranas para
dessalinização. O presente projeto integra essas competências em um produto de
grande impacto tecnológico na área de energia solar, com ênfase na geração distribuída
de calor, eletricidade e água.

Linha de Pesquisa 2: Desenvolvimento de nanocatalisadores
O objetivo geral é o desenvolvimento de catalisadores nanoestruturados de Au,
Pd, Ni e Pt suportados e processos catalíticos de combustíveis a partir do gás natural,
visando à produção de hidrogênio com qualidade para a alimentação de pilhas
combustíveis. Este estudo envolve a preparação de catalisadores nanometricamente
dispersos, caracterizando sua morfologia e propriedades físico-químicas de acordo com
os procedimentos experimentais utilizados; avaliação da natureza das espécies
metálicas presentes nos catalisadores e sua influência na reação; determinação da
atividade, seletividade e estabilidade destes sistemas nas reações.
Resultados Esperados
- Conversores fototérmicos para geração de calor e eletricidade a partir de
materiais nanoestruturados e microdissipadores térmicos;
- Desenvolvimento de nanocatalisadores.
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Equipe e Parcerias da Linha Transversal Nanotecnologia
Equipe


José Carlos Pinto
Sergio Camargo
Unidades e Laboratórios da UFRJ envolvidos e
Parcerias
 Laboratório de Modelagem, Simulação e
Controle de Processos (LMSCP)
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