APRESENTAÇÃO DO TCC Thuanny

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ANÁLISE DA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO POR ELETRÓLISE EM DIFERENTES SOLUÇÕES 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
Campus CARAÚBAS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS, TECNOLÓGICAS E HUMANAS
BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
THUANNY RAVELLY BENICIO DE ASSIS
Orientador: Dr. RUDSON DE SOUZA LIMA
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ROTEIRO DE APRESENTAÇÃO
INTRODUÇÃO
OBJETIVOS
REFERENCIAL TEÓRICO 
METODOLOGIA
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONCLUSÕES
SUGESTÕES
REFERÊNCIAS 
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 INTRODUÇÃO
O uso do combustível na sociedade;
O hidrogênio como fonte de energia renovável e limpa;
O desenvolvimento da produção de hidrogênio;
Método da eletrólise;
Vantagens e desvantagens;
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 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Analisar a produção de hidrogênio e a eficácia da eletrólise em diferentes soluções. 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
Analisar o processo de obtenção do hidrogênio puro;
Realizar testes e identificar qual eletrólito será mais conveniente para a produção; 
Verificar como ocorre o desenvolvimento de energia gerada por essa fonte;
Minimizar o tempo e produção a fim de diminuir os custos.
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REFERENCIAL TEÓRICO
HIDROGÊNIO
Propriedades do gás;
 Tem a capacidade de formar mais compostos que qualquer outro elemento;
 Seu uso aplica-se nas mais diversas áreas da indústria, entre elas:
 Indústria química
 Industria petroquímica
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REFERENCIAL TEÓRICO
PRODUÇÃO
Hidrogênio como vetor energético;
 Entre as diversas formas de se produzir hidrogênio, podemos citar: 
 Reformação a vapor
 Fermentação anaeróbia
 Biofotólise
 Eletrólise aquosa
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REFERENCIAL TEÓRICO
Eletrólise aquosa
Processo eletroquímico;
Características do processo;
Uso de eletrólitos;
Aspectos que influenciam na escolha eletrólitos.
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Fonte: Mundo Educação (2017)
Figura 1: Ordem decrescente de descarga dos íons
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REFERENCIAL TEÓRICO
Eletrólise aquosa
Nesse tipo de eletrólise, sempre deve-se considerar: 
 A reação de auto ionização da água;
 A dissociação do eletrólito.
Os eletrólitos utilizados nessa pesquisa foram: Cloreto de Sódio (NaCl), Ácido Clorídrico (HCl) e Hidróxido de Sódio (NaOH). 
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REFERENCIAL TEÓRICO
Eletrólise aquosa do NaCl
Reação global da eletrólise:
2NaCl(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g) 
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Figura 2: Eletrólise aquosa do NaCl
Fonte: Brasil Escola (2017)
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REFERENCIAL TEÓRICO
Eletrólise aquosa do HCl
Reação global da eletrólise:
2HCl(l) → Cl2(g) + H2(g)
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Figura 3: Eletrólise aquosa do HCl
Fonte: Adaptada de Brasil Escola
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REFERENCIAL TEÓRICO
Eletrólise aquosa do NaOH
Reação global da eletrólise:
NaOH(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g) + ½ O2(g)
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Figura 4: Eletrólise aquosa do NaOH
Fonte: Adaptada de Brasil Escola
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REFERENCIAL TEÓRICO
ARMAZENAMENTO
Complicações no processo;
 Algumas formas de armazenamento são: 
 Gás comprimido;
 Hidrogênio Líquido ;
 Hidretos metálicos.
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Figura 5: Reservatório de Gás Hidrogênio Comprimido
Fonte: GOMES NETO (2017)
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METODOLOGIA
MATERIAIS
Recipiente de vidro;
Dois frascos de vidro;
Dois eletrodos de inox; 
 Fios;
 Fonte de tensão;
 Eletrólitos;
 Água;
 Duas mangueiras de 8 mm de diâmetro;
Saco plástico de 4x23 cm 
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Figura 8: Eletrodos
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METODOLOGIA
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1°
2°
3°
4°
5°
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METODOLOGIA
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Figura 8: Aparato montado para produção de hidrogênio
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METODOLOGIA
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1°
2°
3°
4°
5°
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ELETRÓLISE AQUOSA DO CLORETO DE SÓDIO
Solução composta por sal e água;
Variação na quantidade de soluto;
Variação na queda de tensão;
Eficiência da produção;
Solução final.
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Figura 10: Solução final da eletrólise aquosa do NaCl
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ANÁLISE GRÁFICA DA ELETRÓLISE DO NaCl
Figura 12: Quantidade versus tempo para produção com NaCl 
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ELETRÓLISE AQUOSA DO ÁCIDO CLORÓDRICO
Solução composta por ácido clorídrico e água;
Variação na quantidade de soluto;
Variação na queda de tensão;
Eficiência da produção;
Solução final.
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Figura 11: Solução final da eletrólise aquosa do HCl
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ANÁLISE GRÁFICA DA ELETRÓLISE DO HCl
Figura 12: Quantidade versus tempo para produção com HCl 
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ELETRÓLISE AQUOSA DO HIDRÓXIDO DE SÓDIO
Solução de hidróxido de sódio e água;
Variação na quantidade de soluto;
Variação na queda de tensão;
Eficiência da produção;
Solução final.
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Figura 11: Solução final da eletrólise aquosa do NaOH
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ANÁLISE GRÁFICA DA ELETRÓLISE DO NaOH
Figura 12: Quantidade versus tempo para produção com NaOH
 
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ANÁLISE GERAL
Relação estabelecida entre os fatores tempo e custo.
Análise individual dos custos para cada eletrólito.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ANÁLISE GERAL
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Figura 13: Quantidade versus tempo das três eletrólises
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
ANÁLISE GERAL
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Quantidade deeletrólito
Valor (R$)
NaCl(1 kg)
0,50
HCl(1 L)
2,69
NaOH(1 kg)
5,19
Tabela 1: Valor de cada eletrólito
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CONCLUSÕES
A produção por meio de eletrólise aquosa é um método muito eficiente. 
O NaCl, em relação aos custos, é o mais barato, em contrapartida teve o maior tempo de produção. 
A eletrólise que possuiu maior produtividade em menor tempo foi a do NaOH, porém foi o que possuiu maior custo na sua aquisição. 
E intermediário, entre custos e tempo, se encontra o HCl, que conseguiu mostrar uma produtividade em um tempo razoável com o custo maior que o NaCl e menor que o NaOH. 
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CONCLUSÕES
O eletrólito que se mostrou mais eficiente foi o Hidróxido de Sódio, que com uma quantidade de 150 gramas, conseguiu preencher o volume do saco com uma média de tempo em torno de 9 min. 
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SUGESTÕES
 Verificar a produção com o melhor eletrólito alterando as tensões;
Investigar possíveis melhorias para favorecer ainda mais o processo de produção;
Analisar a produção em uma escala maior;
Investigar a aplicação em motores a combustão.
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REFERÊNCIAS
ALVES, H. J. Tecnologias de Produção de Hidrogênio. Palotina: UFPR, 2014. 55 slides, color. Disponível em:<http://www.unicentro.br/posgraduacao/mestrado/bioenergia/material_didatico/2014/Aula _H2_Prof_Helton_UFPR_538342ca2be3b.pdf>. Acesso em: 27 jun. 2017. 
 
BOTTON, J. P. Líquidos iônicos como eletrólitos para reações eletroquímicas. UFRS. Tese de Doutorado. 2007. 
 
BRADY, J. E.; HUMISTON, G. E. Química Geral. 2.ed. vol.2 Rio de Janeiro: LTC, 2012, 662p. 
 
Brasil Escola. O que é eletrólise? Disponível em: < http://brasilescola.uol.com.br/o-quee/quimica/o-que-e-eletrolise.htm>. Acesso em: 16 set. 2017. 
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REFERÊNCIAS
CABRAL, A.C. et al. HIDROGENIO UMA FONTE DE ENERGIA PARA O FUTURO. Revista Brasileira de Energia Renováveis, v.3, p.128-135, 2014. 
 
CONELHEIRO, L. T. P.; LUCIANO, A. DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA GERADOR DE HIDROGÊNIO GASOSO PARA UTILIZAÇÃO COMO COMBUSTÍVEL ALTERNATIVO EM VEÍCULOS AUTOMOTORES. In: VI MOSTRA INTERNA DE TRABALHOS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA. Anais Eletrônico. Maringá: Cesumar, 2012. p. 1 – 10 
 
ESTUMANO, G. S. Estudo da atividade eletrolítica da reação de desprendimento de hidrogênio (RDH) sobre cátodos de níquel e níquel-molibidênio. UFC. Tese de Doutorado. 2009. 
 
FERNANDO, L. Gás Natural. Disponível em:< http://slideplayer.com.br/slide/1353696/>. Acesse em: 10 out. 2017. 
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REFERÊNCIAS
FOGAÇA, J. R. V. "Eletrólise da água"; Brasil Escola. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-agua.htm>. Acesso em: 21 ago. 2017 
GOMES, C. et al. Vias renováveis de produção de Hidrogênio. FEUP. Tese de Mestrado. 2012. 
 
LAMTec. Energias Renováveis. Disponível em:<http://www.lamtecid.com/energias/hidrogenio.php>. Acesso em: 18 ago. 2017. 
GOMES NETO, E. H. Armazenamento de Hidrogênio. Disponível em: <http://ambientes.ambientebrasil.com.br/energia/celula_combustivel/armazenamento_de_hidr ogenio.html>. Acesso em: 22 set.2017. 
 
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REFERÊNCIAS
MONTEIRO, H. C.; SOUZA, J. Z. de; ALMEIDA, R. N. de. Produção Biológica de Hidrogênio. Florianópolis: ENQ, 2007. Color. 
 
MUCCILLO. M. ESTUDOS IN SILICO PARA A PRODUÇÃO BACTERIANA DE HIDROGÊNIO. UFSC. Dissertação de Pós-Graduação. 2007. 
 
Mundo Educação. Eletrólise em meio aquoso. Disponível em: < http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/eletrolise-meio-aquoso.htm>. Acesso em: 21 ago. 2017. 
 
NCB. Densidade da água em diversas temperaturas. 2017. Disponível em: <http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque/421-densidadeda-agua-em-diversastemperaturas.html>. Acesso em: 10 out. 2017. 
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REFERÊNCIAS
SANTOS, F. M.; SANTOS, F. A. “Combustível hidrogênio". Millenium, p. 252-270, 2005. 
 
SÁ, L. R. V. de; CAMMAROTA, M. C.; FERREIRA-LEITÃO, V. S. PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VIA FERMENTAÇÃO ANAERÓBIA – ASPECTOS GERAIS E POSSIBILIDADE DE UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS BRASILEIROS. Química Nova, [s.l.], v. 37, n. 39/9, p.327-345, abr. 2014. GN1 Genesis Network. 
SILVA, L. C. Otimização da produção de hidrogênio pela reforma a vapor do metano em reator com membrana laboratorial. UFU. Tese de Mestrado. 2008. 
 
VEDOVATTE, B. M. CONSTRUÇÃO DE UMA UNIDADE DE REFORMA A VAPOR E PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO (H2) A PARTIR DO BIOGÁS. UTFP. TCC. 2013. 
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 OBRIGADO !
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