O objetivo geral do projeto é produzir tintas catalíticas e eletrodos impressos usando biocarvões derivados de lignina para aumentar a eficiência das reações catalíticas. Os objetivos de pesquisa do grupo da EEL serão a extração eficiente e a recuperação de lignina de alta pureza (lignina kraft) e açúcares C6 da biomassa de cana-de-açúcar (bagaço e palha). O açúcar C6 do hidrolisado será transformado em 5-hidroximetilfurfural (HMF), que será transformado cataliticamente em ácido dicarboxílico de furano (FDCA). Os objetivos de pesquisa do grupo catalítico do grupo japonês incluirão a produção de biocarvões a partir da lignina extraída e sua integração na produção de tinta catalítica. A tinta será usada para fazer eletrodos impressos. A tecnologia de jato de tinta será usada para imprimir eletrodos. Os eletrodos serão testados quanto à sua atividade catalítica em relação à reação de evolução de oxigênio (OER), reações de redução de oxigênio (ORR) e na oxidação eletroquímica de 5-HMF a ácido dicarboxílico de furano (FDCA). O impacto científico potencial do projeto de pesquisa incluirá: 1) nova tecnologia para extrair lignina de alta pureza da biomassa de cana-de-açúcar; 2) caracterização em nível molecular das ligninas derivadas; 3) técnicas de produção de biocarvão; 4) produção de tinta catalítica e eletrodos impressos mostrando atividade em relação a OER, ORR e FDCA. Se os biocarvões derivados de lignina tiverem bom desempenho como tintas catalíticas, abrirá um mercado para o lingo-carbono, que pode encontrar aplicação na indústria de baterias e química que fornecem energia limpa e produtos químicos de valor agregado. A utilização eficiente da lignina contribuirá para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) ao aproveitar os recursos naturais ricos em carbono.

Palavras-chave: Lignina, Tintas catalíticas, Biomassa de cana-de-açúcar, Sustentabilidade

A lignina é o principal subproduto da indústria de celulose e papel (fábricas de polpa e celulose kraft). Os híbridos de Eucalyptus grandis x E. urophylla são usados principalmente na fabricação de painéis de fibras, celulose e papel no Brasil. Para a produção de celulose kraft, a madeira do eucalipto é aquecida em meio alcalino para solubilizar a lignina. A lignina solubilizada, também conhecida como licor negro, é concentrada e queimada para produzir energia na caldeira de recuperação. Assim, a celulose é separada e após várias etapas de processamento é usada para fazer papel. Suzano S/A e Klabin S/A são as duas maiores empresas de celulose e papel no Brasil, produzindo uma grande quantidade de lignina para energia e produtos comerciais de alto valor. Aproximadamente 55 milhões de toneladas de lignina são produzidas pela indústria de celulose. Atualmente, as fábricas de celulose modernas geram suas demandas de energia térmica e vendem o excesso de energia como eletricidade pela queima de lignina. No entanto, a lignina pode ser amplamente aplicada em diferentes áreas, como fibras de carbono, carvão ativado, adesivos, resinas e outros. Neste projeto, a lignina da indústria de celulose será utilizada como fonte de carbono e energia durante o cultivo bacteriano de forma sustentável. Além disso, a plataforma de descoberta metagenômica será estabelecida a partir de protocolos de enriquecimento da comunidade de fábricas de celulose, para representar biocatalisadores bacterianos e vias envolvidas na degradação de lignina e conversão de compostos aromáticos. Eventualmente, com o objetivo de comprovar a aplicação da estratégia metagenômica, biotransformação dos componentes da lignina kraft em produtos sustentáveis de relevância industrial como o polihidroxialcanoato (PHA), biolipídios e biogás.

Palavras-chave:Lignina, Valorizaçao, Metagenoma, Biotransformaçao.