Produção de hidrogênio através da hidrólise de limalhas de magnésio

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Maciel, Natália Cortez
Orientador(a): Silva, Erenílton Pereira da
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: UFVJM
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Produção de hidrogênio
Hidrólise
Reciclagem de magnésio
Limalha de magnésio
Palavras-chave em Inglês:
Hydrogen production
Hydrolysis
Magnesium recycling
Magnesium chip.
Link de acesso: http://localhost:4000/handle/123456789/3719
Resumo: A produção de hidrogênio através da hidrólise de magnésio é um método simples, sustentável, atóxico e pode ser usado como forma de reciclar magnésio metálico e suas ligas. Entretanto,durante o processo, forma hidróxido de magnésio em forma de película na superfície, interrompendo a reação, sendo fundamental a dissolução dessa camada e/ou aumento da superfície da área de contato do material com a solução. Este projeto investigou-se o uso de dois tipos de lima para criar limalhas de magnésio e também da liga ZK60, visando um aumento significativo da relação área superficial/volume e diminuição do tamanho de grão sem a necessidade de atmosfera controlada. Além disso, propôs a solubilização da camada de hidróxido por meio de uso de ácidos orgânicos não tóxicos, como ácido cítrico e ácido acético em baixas concentrações, preparados com água do mar simulada (3,5% em massa de NaCl) e destilada. Para a medição do volume de hidrogênio gerado foi projetado um setup e os resultados obtidos foram promissores, com o rendimento de conversão de magnésio em hidrogênio em cerca de 95% com 3,8% de ácido cítrico e 2,5% de ácido acético em até oito minutos. As soluções de ácidos não tiveram influência do uso da água do mar simulada, além da variação das limas utilizadas também não influenciarem na cinética da reação, sendo a lima enxada a mais ideal devido ao menor tempo de preparação. Portanto o método de processamento por limagem foi eficaz para a produção eficiente de hidrogênio através da reciclagem de magnésio e suas ligas a partir das limalhas.
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Este projeto investigou-se o uso de dois tipos de lima para criar limalhas de magnésio e também da liga ZK60, visando um aumento significativo da relação área superficial/volume e diminuição do tamanho de grão sem a necessidade de atmosfera controlada. Além disso, propôs a solubilização da camada de hidróxido por meio de uso de ácidos orgânicos não tóxicos, como ácido cítrico e ácido acético em baixas concentrações, preparados com água do mar simulada (3,5% em massa de NaCl) e destilada. Para a medição do volume de hidrogênio gerado foi projetado um setup e os resultados obtidos foram promissores, com o rendimento de conversão de magnésio em hidrogênio em cerca de 95% com 3,8% de ácido cítrico e 2,5% de ácido acético em até oito minutos. As soluções de ácidos não tiveram influência do uso da água do mar simulada, além da variação das limas utilizadas também não influenciarem na cinética da reação, sendo a lima enxada a mais ideal devido ao menor tempo de preparação. Portanto o método de processamento por limagem foi eficaz para a produção eficiente de hidrogênio através da reciclagem de magnésio e suas ligas a partir das limalhas.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2024.The production of hydrogen through the hydrolysis of magnesium is a simple, sustainable, non-toxic method that can be used to recycle metallic magnesium and its alloys. However, during the process, magnesium hydroxide forms as a film on the surface, interrupting the reaction, making it essential to dissolve this layer and/or increase the contact surface area of the material with the solution. This project investigated the use of two types of files to create magnesium chips, as well as the ZK60 alloy, aiming for a significant increase in the surface area-to-volume ratio and a reduction in grain size without the need for a controlled atmosphere. Additionally, the project proposed the dissolution of the hydroxide layer using non-toxic organic acids, such as citric acid and acetic acid in low concentrations, prepared with simulated seawater (3.5% by mass NaCl) and distilled water. A setup was designed to measure the volume of hydrogen generated, and the results were promising, with a magnesium-to-hydrogen conversion yield of about 95% with 3.8% citric acid and 2.5% acetic acid in up to eight minutes. The acid solutions were not influenced by the use of simulated seawater, and the variation in the files used also did not affect the reaction kinetics, with the rasp file being the most ideal due to the shorter preparation time. Therefore, the filing processing method was effective for the efficient production of hydrogen through the recycling of magnesium and its alloys from chips.porUFVJMAttribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 Brazilhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.ptA concessão da licença deste item refere-se ao à termo de autorização impresso assinado pelo autor, assim como na licença Creative Commons, com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus repositórios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, e preservação, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessProdução de hidrogênioHidróliseReciclagem de magnésioLimalha de magnésioHydrogen productionHydrolysisMagnesium recyclingMagnesium chip.Produção de hidrogênio através da hidrólise de limalhas de magnésioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFVJMinstname:Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)instacron:UFVJMLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://localhost:4000/bitstreams/bca6aeb6-48cf-40c2-b6f1-4154f2f155d7/downloadbb9bdc0b3349e4284e09149f943790b4MD51falseAnonymousREADORIGINALnatalia_cortez_maciel.pdfnatalia_cortez_maciel.pdfapplication/pdf37790006http://localhost:4000/bitstreams/bcebdf6f-dd12-4e85-90bb-85aecc36b1ba/download06ad5601ae5575160de784f37e163c9eMD52trueAnonymousREADTEXTnatalia_cortez_maciel.pdf.txtnatalia_cortez_maciel.pdf.txtExtracted texttext/plain202http://localhost:4000/bitstreams/7beb04ba-6be4-40f7-be6e-49b7831d243b/download738173b6f3fe5193746ba7874f63e4f3MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILnatalia_cortez_maciel.pdf.jpgnatalia_cortez_maciel.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3221http://localhost:4000/bitstreams/e17ddf38-0db3-4f7e-9c60-23d39296305d/download0b8f0e579ccee2e30ad85a9aef15e63eMD54falseAnonymousREAD123456789/37192025-05-20 06:02:19.839https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.ptOpen Accessopen.accessoai:localhost:123456789/3719http://localhost:4000Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufvjm.edu.brrepositorio@ufvjm.edu.bropendoar:21452025-05-20T06:02:19Repositório Institucional da UFVJM - Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)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