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Título: Viabilidade na produção de hidrogênio através da reação entre o alumínio e a água em meio alcalino
Autor(es): Pereira, Larissa Antônia
Orientador(es): Silva, Marcelo Bento da
Assunto: Energia - fontes alternativas
Hidrogênio
Data de apresentação: 14-Dez-2017
Data de publicação: 26-Jul-2018
Referência: PEREIRA, Larissa Antônia. Viabilidade na produção de hidrogênio através da reação entre o alumínio e a água em meio alcalino. 2017. 52 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Energia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: Existem diversas maneiras de se produzir hidrogênio com finalidades energéticas. Dentre elas, a mais aplicada é a técnica de eletrólise da água. Entretanto, pesquisas recentes apontam a produção de hidrogênio através de metais; o alumínio, nesse contexto, merece destaque por ser encontrado em abundância no planeta e por ter característica reciclável. A proposta geral desse trabalho foi verificar a produção de hidrogênio (𝐻2) através da reação entre “lascas” de alumínio provenientes do laboratório de usinagem e torneamento da FGA-UnB, com água em meio alcalino (NaOH) como catalisador e sua aplicabilidade como vetor energético. Para tal, estudou-se o comportamento dessa reação sobre influência das variações de temperatura e concentração das soluções alcalinas. Os resultados sinalizaram a influencia desses parâmetros de maneira acentuada na velocidade da reação de produção de H2 com limitação tanto física quanto química. Produziu-se também H2 a partir de alumínio contido em embalagens tetrapak. Os resultados ficaram aquém do esperado não se apresentando viável quando comparado com a utilização de “lascas” de alumínio provenientes do processo de usinagem. Como proposta específica realizou-se análise instrumental qualitativa de caracterização elétrica do 𝐻2 para aplicação direta em células de nanosensores. Foram estudadas três diferentes células e a suportada em grafeno e porfirina apresentou melhor resposta de sensibilidade ao gás sinalizando a possibilidade de aplicabilidade direta. Porém, estudo mais aprofundados são necessários, como a purificação do gás. Por fim, um estudo de análise do ciclo de vida (ACV) foi conduzido com intuito de interpretar e quantificar as entradas e saídas energéticas bem como a emissão de poluentes emitidos para atmosfera.
Abstract: There are several ways to produce hydrogen for energy purposes. Among them, the most applied is the technique of electrolysis of water. However, recent research points to the production of hydrogen through metals; aluminum, in this context, deserves to be highlighted because it is found in abundance on the planet and because it has a recyclable characteristic. The general proposal of this work was to verify the production of hydrogen (𝐻2) through the reaction between aluminum "chips" from the laboratory of machining and turning of FGA-UnB, with water in alkaline medium (NaOH) as catalyst and its applicability as energy vector. For this, the behavior of this reaction on the influence of temperature and concentration variations of alkaline solutions was studied. The results indicated the influence of these parameters in a marked way on the reaction rate of H2 production with both physical and chemical limitation. H2 was also produced from aluminum contained in tetrapak packages. The results were lower than expected and were not feasible when compared to the use of aluminum "chips" from the machining process. As a specific proposal, a qualitative instrumental analysis of the electric characterization of 𝐻2 was carried out for direct application in nanosensor cells. Three different cells were studied and the one supported in graphene and porphyrin presented better sensitivity response to gas signaling the possibility of direct applicability. However, further study are needed, such as gas purification. Finally, a life cycle analysis (LCA) study was conducted with the purpose of interpreting and quantifying the energy inputs and outputs as well as the emission of pollutants emitted into the atmosphere.
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