Influência do íon cloreto na produção de hidrogênio por corrosão eletroquímica ácida acelerada utilizando H2SiF6

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: MAEDA, Tatiane Carvalho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Triângulo Mineiro; Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE; Brasil; UFTM; Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Corrosão.; Eletroquímica.; Hidrogênio.; Aço-carbono.; Corrosion.; Electrochemistry.; Hydrogen.; Carbon steel.; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICA
• Link de acesso: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1577

Uma das tecnologias de energia verde, considerada mais importante, é a produção de hidrogênio limpo a partir de recursos renováveis. É o elemento mais abundante do universo e no processo de combustão desse é liberada grande quantidade de energia e como subproduto, apenas água. Porém, para ser um combustível eficiente e sustentável, é necessário o desenvolvimento de meios para sua produção, armazenamento e uso. Como não está na forma livre na natureza, para sua obtenção é preciso dissociá-lo de uma fonte primária de energia como, por exemplo, hidrocarbonetos, biomassa ou a água. Um método alternativo para a geração de H2 é a corrosão eletroquímica ácida. Este trabalho objetiva investigar a produção de hidrogênio utilizando H2SiF6 sob a influência do íon cloreto e também a otimização dessa produção pelo método de corrosão eletroquímica ácida acelerada. Os experimentos foram realizados utilizando um sistema que consiste em um reator batelada em que se insere o metal e a solução de ácido. Foram realizados experimentos com soluções contendo H2SiF6 diluído em H2O e H2SiF6 com solução de NaCl (2 mol/L). Como fonte de ferro foi utilizada a lã de aço (aço carbono). O reator, que consistia em um erlenmeyer fechado com uma rolha, foi conectado por uma mangueira até o interior de uma proveta preenchida com água imersa em um béquer também com água. Conforme o gás foi sendo produzido, ele exercia pressão sobre a água no interior da proveta e pelo nível deslocado de água pode-se obter o volume de gás produzido. Os experimentos foram realizados segundo um planejamento fatorial 23, sendo as variáveis independentes fração, massa e tempo e como variável-resposta o volume de gás produzido, a fim de se determinar quais eram as variáveis mais significativas na produção, e um planejamento adicional para se determinar as condições ótimas de produção. Assim, identificou-se pelo planejamento fatorial 23 que as variáveis mais significativas foram tempo, fração e massa e que ao adicionar NaCl havia aceleração da produção. Pelo planejamento adicional, as variáveis significativas foram fração, massa e o coeficiente do parâmetro que tem a massa elevada ao quadrado. Encontrou-se uma superfície monotônica, em que a curva somente sobe ou somente desce, dependendo do ângulo que se observa. Pelas superfícies de resposta e de contorno, as maiores produções eram obtidas aumentando-se a fração e a massa, porém havia limitações físicas como a fração máxima 1 e a máxima massa que cabia no Erlenmeyer. Realizou-se a análise de custos simples e para fração 0,3 e massa 1,5 g a solução de H2SiF6/NaCl representa uma economia de 26,5% em relação a H2SiF6/H2O e com fração 0,97 e massa de 2 g para H2SiF6/NaCl, há uma economia de 1,91% em relação a fração de 0,9 e massa de 2 g para H2SiF6/H2O. A análise do gás feita em estudos anteriores, mostrou que havia 99% de hidrogênio e 1% de ar.