Banca de DEFESA: RANDALL FERNANDO YEPEZ AYALA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : RANDALL FERNANDO YEPEZ AYALA
DATA : 28/02/2022
HORA: 14:00
LOCAL: https://meet.google.com/qxn-jfpz-qiy
TÍTULO:

Desenvolvimento de catalisador de Co-Ce/HDL para produção de hidrogênio a partir da hidrólise do borohidreto de sódio


PALAVRAS-CHAVES:

hidrogênio, borohidreto de sódio, catalisador, hidróxido duplos lamelares, dopagem catalítico, energia.


PÁGINAS: 69
RESUMO:

Atualmente, o hidrogênio (H2) é uma alternativa promissora aos combustíveis não fosseis, devido a suas boas propriedades energéticas. Sendo uma substância gasosa e com propriedades físicoquímicas definidas, seu armazenamento e transporte se tornam difíceis. Pelo que é uma boa opção o uso dos complexos hidretos metálicos por sua facilidade de geração de H2, neste caso o borohidreto de sódio (NaBH4) é um dos hidretos metálicos mais estudados e promissores devido à sua elevada capacidade de armazenamento de H2 (10,8 % em peso), estabilidade em solução alcalina à temperatura ambiente e segurança nos usos operacionais, além disso a reação de hidrólise do NaBH4 gera o produto hidrogênio (H2) e o subproduto metaborato de sódio (NaBO2), os quais não são contaminantes. Adicionalmente, a geração de H2 pode ser mais eficiente quando se utiliza catalisadores tais como: catalisadores homogêneos, complexos ácidos e metálicos ou catalisadores heterogêneos, incluindo catalisadores à base de metal e catalisadores sem metal. O catalisador mais viável para esse processo de desidrogenação é o Hidróxido Duplo Lamelar (HDL), por ser altamente estável em soluções alcalinas, de fácil produção e baixo custo, além disso pode ser utilizado como suporte para catalisadores. Portanto, nesse estudo objetivou-se avaliar a eficiência de um HDL e do HDL dopado com cobalto e cério como catalisador da reação de hidrólise do borohidreto de sódio para a geração de hidrogênio. Neste estudo, o HDL de Mg/Al foi sintetizado e dopado com cobalto (Co) e cério (Ce) através do método de co-precipitação com proporções de Mg/Al = 2 e Co/Ce = 3,25. A eficiência do catalisador Co-Ce/HDL foi avaliada pelo volume de H2 puro gerado, medido a traves do volume de água deslocado de uma proveta invertida cheia de água, avaliando os efeitos das 4 variáveis: concentração do NaBH4, dosagem do catalisador Co-Ce/HDL, concentração do NaOH e a temperatura reacional. Para isso foi preparada uma solução de NaBH4 e NaOH, nas concentrações mencionadas acima, para um volume de 20 mL de água deionizada, utilizando Co-Ce/HDL como catalisador. Assim que iniciou a reação determinou-se o volume de hidrogênio gerado em função do tempo, sendo o volume final de 100 mL. Os catalisadores foram caracterizados por: Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios X (XRD) e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). O menor tempo da reação catalítica obtido foi de 3,25 minutos e a mais alta taxa de geração de H2 foi de 52,54 mL/min para uma concentração de 0,198 M NaBH4 e 0,94 M NaOH usando 0,1 g de Co-Ce/HDL. A ordem da reação foi zero para a faixa de concentração de NaBH4 (0,066 M – 0,198M), portanto, não dependerão da quantidade de NaBH4, pois para cada iteração os tempos catalíticos finais são semelhantes, o que significa são próximos e a reação tornou-se mais rápida quando se adicionou o Co-Ce/HDL e o NaOH, afetando unicamente os tempos de reação. A energia de ativação foi de 34,44 kJ/mol, sendo um valor baixo o que confirma que a reação é sensível à temperatura, mas para valores acima de 52,05 kJ/mol reportados em trabalhos anteriores é considerado um valor alto, portanto a reação necessita mais energia para que ocorra e a principal suposição é que a reação não é sensível à temperatura. O mecanismo da reação segue o modelo de Langmuir-Hinshelwood a qual acontece na superfície do catalisador. A reutilização do catalisador apresentou boa estabilidade e atividade catalítica dentro dos 7 ciclos estudados. As caracterizações dos catalisadores mostraram as diferenças do HDL e do Co-Ce/HDL, confirmando assim que ao adicionar os metais Co e Ce após a síntese do HDL, o dopagem catalítico foi bem-sucedido, alcançando a estrutura desejada e a composição química. Portanto o NaBH4 é um bom material armazenador de H2, porque mesmo em mínimas concentrações de NaBH4 obteve-se elevadas taxas de geração H2 e adicionalmente o catalisador Co-Ce/HDL mostrou bons resultados catalíticos na produção de H2 puro. Estes resultados indicam que o material estudado (Co-Ce/HDL) é promissor para gerar H2 para alimentar uma célula a combustível tipo PEM, com a finalidade de gerar energia de baixa escala para dispositivos eletrônicos. 


MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1314677 - CARMEM LUCIA DE PAIVA E SILVA ZANTA
Interno - 2343745 - JULIO COSME SANTOS DA SILVA
Interno - 1609640 - VINICIUS DEL COLLE
Externo ao Programa - 3252578 - JOSÉ LEANDRO DA SILVA DUARTE
Externa à Instituição - Suely Souza Leal de Castro - UERN
Notícia cadastrada em: 21/02/2022 21:09
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