Produção de Hidrogénio Verde via tratamento de Águas Residuais-WasteWater-To-H2

• Autor(a) principal: de Oliveira Matos, Vítor Sousa
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/50573
• topic: Eletrólise; valorização energética; Água residual; Sustentabilidade; Hidrogénio; Oxigénio; Electrolysis; Energy valorization; Wastewater; Sustainability; Hidrogen; Oxigen; Engenharia do Ambiente e Produção de Energia

Neste trabalho, foi estudada a eletrólise como forma de tratar a água residual duma estação de tratamento e produção de H2 e O2 para suporte económico deste serviço. Os ensaios foram executados recorrendo à eletrólise da água residual da estação de tratamento (ARET), alguns testes sem e outros com adição de eletrólitos e combinações de elétrodos, realizando uma comparação destas condições com a água destilada (AD) para perceber o potencial de tratamento das águas e produção de gases. A ARET foi caracterizada quanto à carência química de oxigénio, sólidos totais e dissolvidos, condutividade, pH e análise termo gravimétrica. Foi possível observar que o efluente possui uma alta carga orgânica e quantidade de sólidos totais.Os ensaios de eletrólise foram realizados sem e com a adição de NaCl, para simular a água do mar, e KOH, por ser comercialmente utilizado em eletrolisadores. Para realizar as experiências, selecionaram-se elétrodos de diferentes materiais: grafite (EG) e aço inoxidável A2 (Inox). As combinações de elétrodos (cátodo||ânodo) foram grafite||grafite, inox||grafite e inox||inox. A escolha destes materiais baseou-se em critérios de relevância prática e diversificação de propriedades eletroquímicas. Foi possível observar que o processo de eletrólise com os eletrólitos adicionais embora se produza mais gás H2 e O2 não foi obtido melhoria a nível de tratamento/purificação da água e os ensaios com inox||inox para a ARET + NaCl não foi possível devido à alta corrosão no ânodo. Os ensaios com inox||grafite em ARET apresentaram os melhoresresultados de redução de CQO e ST, 52,4 % e 80 %, respetivamente, sendo considerada a melhor opção para o tratamento e simultaneamente no aproveitamento produção de gases. Foi realizada a avaliação económica para a condição mínima de retorno do investimento em 10 anos e concluído que o processo é viável, possuindo um tempo de retorno de 9,3 anos sem capital financiado alheio, com um CapEx de 1.974.225 € e TIR 3.29 %.