PRODUÇÃO DE GÁS HIDROGÊNIO A PARTIR DA BIOMASSA E ELETRODOS DE BAIXO CUSTO
Ano de defesa: | 2019 |
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Resumo: | The gradual increase in energy demand in the word and environmental concern, has driven research into the development of clean and renewable fuels, such as hydrogen gas. There are several ways to produce hydrogen, from raw materials such as fossil fuels, water and biomass, and the electrolysis of water is an interesting way because it is a relatively simple and renewable process. This work aims to the production of hydrogen gas via electrolysis of solutions of organic acids derived from biomass using low cost electrodes such as copper and stainless steel and possible catalysts such as EDTA in different concentrations. The tests were used the techniques of optical microscopy, cathodic potentiodynamic polarization, open circuit potential chronoamperometry, cyclic voltammetry and spectroscopy of electrochemical impedance. The results showed that ethylenediaminetetraacetic acid does not catalyze the production of hydrogen, but its addition in the 3 mol L-1 formic acid-containing system increases the amount of hydrogen gas produced. It is also noticed acetic acid is not a good electrolyte for a hydrogen release reaction, but in low concentration (10-4, 10-6 e 10-8 mol L-1) in formic acid 3 mol L-1 decreases the hydrogen-releasing overvoltage and increases the current density of the system, catalyzing the production of hydrogen and the system being 10-2 mol L-1 in formic acid 4 mol L-1 from experimental planning which produces the best result. It can be concluded that lowcost electrodes such as copper and 254 steel can be used as an alternative to platinum in the production of hydrogen at lower cost. |
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Rodrigues, Paulo Rogério Pintohttp://lattes.cnpq.br/155976689329172409264586989http://lattes.cnpq.br/9190332415879618Matheus, Ana Paula Camargo2019-05-30T12:36:18Z2019-02-22MATHEUS, Ana Paula Camargo. PRODUÇÃO DE GÁS HIDROGÊNIO A PARTIR DA BIOMASSA E ELETRODOS DE BAIXO CUSTO. 2019. 43 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Bioenergia - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava - PR.http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1102The gradual increase in energy demand in the word and environmental concern, has driven research into the development of clean and renewable fuels, such as hydrogen gas. There are several ways to produce hydrogen, from raw materials such as fossil fuels, water and biomass, and the electrolysis of water is an interesting way because it is a relatively simple and renewable process. This work aims to the production of hydrogen gas via electrolysis of solutions of organic acids derived from biomass using low cost electrodes such as copper and stainless steel and possible catalysts such as EDTA in different concentrations. The tests were used the techniques of optical microscopy, cathodic potentiodynamic polarization, open circuit potential chronoamperometry, cyclic voltammetry and spectroscopy of electrochemical impedance. The results showed that ethylenediaminetetraacetic acid does not catalyze the production of hydrogen, but its addition in the 3 mol L-1 formic acid-containing system increases the amount of hydrogen gas produced. It is also noticed acetic acid is not a good electrolyte for a hydrogen release reaction, but in low concentration (10-4, 10-6 e 10-8 mol L-1) in formic acid 3 mol L-1 decreases the hydrogen-releasing overvoltage and increases the current density of the system, catalyzing the production of hydrogen and the system being 10-2 mol L-1 in formic acid 4 mol L-1 from experimental planning which produces the best result. It can be concluded that lowcost electrodes such as copper and 254 steel can be used as an alternative to platinum in the production of hydrogen at lower cost.O aumento da demanda energética mundial, e a preocupação ambiental, tem impulsionado as pesquisas sobre o desenvolvimento de combustíveis limpos e renováveis, como o gás hidrogênio. Existem várias maneiras de se produzir hidrogênio, a partir de matérias primas como os combustíveis fóssies, água e biomassa, sendo a eletrólise da água uma maneira interessante, pois é um processo relativamente simples e renovável. Este trabalho tem como objetivo a produção do gás hidrogênio via eletrólise de soluções de ácidos orgânicos derivados da biomassa utilizando eletrodos de baixo custo como o cobre e o aço inoxidável e possíveis catalisadores como o EDTA em diferentes concentrações. Para a realização desta pesquisa foram feitos ensaios de microscopia óptica, polarização potenciodinâmica catódica, potencial de circuito aberto, cronoamperometria, voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados mostraram que ácido etilenodiaminotetraacético não catalisa a produção de hidrogênio, porém a sua adição no sistema contendo ácido fórmico 3 mol L -1 contribui para uma maior produção de gás hidrogênio. Nota-se também que o ácido acético em baixas concentrações (10-4, 10-6 e 10-8 mol L-1) em presença de ácido acético 3 mol L-1 diminui a sobretensão de desprendimento de hidrogênio e aumenta a densidade de corrente do sistema, catalisando a produção de hidrogênio, sendo o sistema de 10-2 mol L-1 em ácido fórmico 4 mol L -1 a partir do planejamento experimental o que produz o melhor resultado. Pode-se concluir que eletrodos de baixo custo como o cobre e o aço 254 podem ser utilizados como alternativa a platina na produção de hidrogênio, com menor custo.Submitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2019-05-30T12:36:18Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdf: 1174664 bytes, checksum: ec8dbbdbee9cc8a05b4cc0bdea286560 (MD5)Made available in DSpace on 2019-05-30T12:36:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdf: 1174664 bytes, checksum: ec8dbbdbee9cc8a05b4cc0bdea286560 (MD5) Previous issue date: 2019-02-22Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfhttp://tede.unicentro.br:8080/jspui/retrieve/4286/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20DE%20MESTRADO%20ANA%20PAULA%20MATEUS.pdf.jpgporUniversidade Estadual do Centro-OestePrograma de Pós-Graduação em Bioenergia (Mestrado)UNICENTROBrasilUnicentro::Departamento de Ciências Agrárias e Ambientaisácido acéticoácido fórmicobioenergiaenergia renovávelacetic acidformic acidbioenergyrenewable energyCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAENGENHARIASCIENCIAS BIOLOGICASCIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::ADMINISTRACAOPRODUÇÃO DE GÁS HIDROGÊNIO A PARTIR DA BIOMASSA E ELETRODOS DE BAIXO CUSTOinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-2202725866144043770600600600600600600600-766110263886347971715717003253031171954518971056484826825-343917884306820216180240354326327782212075167498588264571info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNICENTROinstname:Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO)instacron:UNICENTROTHUMBNAILDISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdf.jpgDISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdf.jpgimage/jpeg3067http://localhost:8080/tede/bitstream/jspui/1102/4/DISSERTA%C3%87%C3%83O+DE+MESTRADO+ANA+PAULA+MATEUS.pdf.jpgf7d367947340a288ce721d306edef973MD54TEXTDISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdf.txtDISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdf.txttext/plain63693http://localhost:8080/tede/bitstream/jspui/1102/3/DISSERTA%C3%87%C3%83O+DE+MESTRADO+ANA+PAULA+MATEUS.pdf.txtc5bec7f3f1071e55e1a55c2cad72ce01MD53ORIGINALDISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdfDISSERTAÇÃO DE MESTRADO ANA PAULA MATEUS.pdfapplication/pdf1174664http://localhost:8080/tede/bitstream/jspui/1102/2/DISSERTA%C3%87%C3%83O+DE+MESTRADO+ANA+PAULA+MATEUS.pdfec8dbbdbee9cc8a05b4cc0bdea286560MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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