Obtenção e caracterização do titanato de níquel a partir da reciclagem de baterias de Ni-MH

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Elivelton Oliveira
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/16755
Resumo: Due to climate change and globalization, the search for new technologies and innovative solutions to environmental and social issues has intensified, such as the generation and disposal of e-waste that affects the entire planet. According to data published by the Global e-waste monitor in partnership with the United Nations (UN), there was a record disposal of electronic waste in the world in 2019, totaling 53.6 million tons of e-waste. Furthermore, this report pointed out that only 17.4% of this amount was recycled (ONU NEWS, 2020; DIAS et al., 2022). Of this amount, about 200 million Ni-MH batteries are discarded annually, which, 1965 tons of nickel and 337 tons of cobalt can be recovered by recycling processes (BEHERA; FARZANA; SAHAJWALLA, 2020). Therefore, investigating ways to recover the nickel present in Ni-MH batteries, can provide positive impacts in terms of the environment and the economy. In this work, studies were carried out to obtain and characterize nickel titanate (NiTiO3), obtained from the recovery of nickel extracted from exhausted batteries of the Ni-MH type. To achieve the NiTiO3 compound, three synthesis routes were developed from the anode and cathode of exhausted Ni-MH type batteries. The products obtained were characterized by the techniques: thermogravimetric analysis (TG/DTA), spectroscopy in the mid-infrared region with Fourier transform (mid-FTIR), Raman spectroscopy, X-ray diffraction (DRX), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-rays (EDS) coupled to SEM, transmission electron microscopy (TEM) and Tafel polarization curves. All synthesis routes were successful in the formation of NiTiO3 from the battery's active material, indicating a great potential for the use and reintegration of this material in the production chain.
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Of this amount, about 200 million Ni-MH batteries are discarded annually, which, 1965 tons of nickel and 337 tons of cobalt can be recovered by recycling processes (BEHERA; FARZANA; SAHAJWALLA, 2020). Therefore, investigating ways to recover the nickel present in Ni-MH batteries, can provide positive impacts in terms of the environment and the economy. In this work, studies were carried out to obtain and characterize nickel titanate (NiTiO3), obtained from the recovery of nickel extracted from exhausted batteries of the Ni-MH type. To achieve the NiTiO3 compound, three synthesis routes were developed from the anode and cathode of exhausted Ni-MH type batteries. The products obtained were characterized by the techniques: thermogravimetric analysis (TG/DTA), spectroscopy in the mid-infrared region with Fourier transform (mid-FTIR), Raman spectroscopy, X-ray diffraction (DRX), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-rays (EDS) coupled to SEM, transmission electron microscopy (TEM) and Tafel polarization curves. All synthesis routes were successful in the formation of NiTiO3 from the battery's active material, indicating a great potential for the use and reintegration of this material in the production chain.Devido às mudanças climáticas e a globalização, tem se intensificado a busca por novas tecnologias e soluções inovadoras para problemas ambientais e sociais, como a geração e o descarte de lixo eletrônico que afeta todo o planeta. Segundo dados publicados pelo Global e-waste monitor em parceria com a Organização das Nações Unidas (ONU), houve um descarte recorde de lixo eletrônico no mundo em 2019, totalizando 53,6 milhões de toneladas de lixo eletrônico, sendo que apenas 17,4% desta quantidade foi reciclada. (ONU NEWS, 2020; DIAS et al., 2022). Desse montante, cerca de 200 milhões de baterias de Níquel-Metal Hidreto (Ni-MH) são descartadas anualmente, onde, 1965 toneladas de níquel e 337 toneladas de cobalto podem ser recuperadas por processos de reciclagem (BEHERA; FARZANA; SAHAJWALLA, 2020). Portanto, investigar formas para recuperação do níquel presente em baterias do tipo Ni-MH, pode proporcionar impactos positivos no que tange o meio ambiente e à economia. Neste trabalho foram feitos estudos para a obtenção e caracterização do titanato de níquel (NiTiO3) , obtido à partir da recuperação de níquel extraído de baterias exauridas do tipo Ni-MH. Para alcançar o composto NiTiO3, foram desenvolvidas três rotas de síntese a partir do ânodo e cátodo de baterias exauridas do tipo Ni-MH. Os produtos obtidos foram caracterizados pelas técnicas: análise termogravimétrica (TG/DTA), espectroscopia na região do infravermelho médio com transformada de Fourier (mir-FTIR), espectroscopia Raman, difração de raios-X (DRX), microscópia eletrônica de varredura (MEV), energia dispersiva de raios-X (EDS) acoplado ao MEV, microscópia eletrônica de transmissão (MET) e curvas de polarização Tafel. Todas as rotas de síntese obtiveram êxito na formação do NiTiO3 a partir do material ativo da bateria, indicando um grande potencial para utilização e reintegração desse material na cadeia produtiva.Texthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16755porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFESBRCentro de Ciências Exatassubject.br-rjbnQuímicaResíduo industrialMaterial cerâmicoÓxido de níquelDióxido de titânioTecnologia químicaObtenção e caracterização do titanato de níquel a partir da reciclagem de baterias de Ni-MHtitle.alternativeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALEliveltonOliveiraRodrigues-2023-trabalho.pdfapplication/pdf4422470http://repositorio.ufes.br/bitstreams/7818efaa-d97e-4b59-a7b5-66be55d60ea5/download480f85dfcb9165476d0640071808e8ebMD5110/167552024-08-09 08:03:05.529oai:repositorio.ufes.br:10/16755http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:58:08.803419Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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