Hidropirólise solar da microalga Chlamydomonas reinhardtii combinada com o precursor catalítico tipo Hidrotalcita

• Autor(a) principal: Rossi, Raíssa Aparecida da Silveira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28755; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2008
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Hidrogênio; Energia solar; Catálise; Processo termoquímico; Bio-óleo; Hydrogen; Solar energy; Catalysis; Thermochemical process; Bio-oil

A demanda global de energia vem aumentando ao longo dos anos devido ao grande crescimento econômico global. Como consequência, as emissões de carbono relacionadas à geração de energia também se expandem e uma rápida revolução no setor de energia capaz de levar a um futuro de energia renovável ainda se faz necessária. A produção de hidrogênio e a pirólise solar são processos promissores, que podem contribuir para o avanço de uma rota de transição que leva a um desenvolvimento global sustentável. O consórcio de diferentes energias renováveis têm grande importância no desenvolvimento tecnológico para produção e armazenamento de energia. Produções de hidrogênio e bio-óleo através de fontes renováveis como energia fotovoltaica, eólica e por concentradores solares podem contribuir para a mudança da matriz energética mundial, que atualmente é composta em sua maior parte por combustíveis fósseis. A introdução de hidrogênio no processo termoquímico tem se apresentado importante na minoração de compostos oxigenados indesejados no produto líquido obtido no processo de pirólise. O presente trabalho combina diferentes formas de energias renováveis. A produção de H2 através de eletrólise alcalina, usando como fonte de energia a luz solar, convertida em energia elétrica através de um painel fotovoltaico. A produção de bio-óleo através do processo termoquímico de hidropirólise, que utiliza a energia solar como fonte térmica na degradação da biomassa para produção de bio-óleo, implementado um protótipo completo para aproveitar a energia solar de duas formas diferentes. O presente estudo teve como objetivo verificar o rendimento e a qualidade da fase líquida produzida a partir da hidropirólise solar catalítica (CSH) ex situ da microalga Chlamydomonas reinhardtii, usando um precursor catalítico tipo hidrotalcita (HTC), [M(1 x)2+ Mx3+(OH)2]•[An−]x/n•mH2O e gás H2 produzido por eletrólise solar alcalina. Os efeitos de diferentes porcentagens de catalisador, tempos de reação e aplicação de uma atmosfera de hidrogênio foram avaliados em relação ao rendimento do produto e às características da composição do bio-óleo. Os rendimentos dos produtos foram quantificados usando a técnica de gravimetria e a composição química líquida foi caracterizada por GCMS. Os resultados revelaram que a CSH combinada a um leito catalítico de hidrotalcita foi capaz de produzir um rendimento líquido de 45,77% em média, atingindo 48,83% na condição experimental ótima encontrada a partir da técnica da Evolução Diferencial. A atmosfera de hidrogênio contribuiu para redução de compostos oxigenados e o catalisador foi capaz de reduzir compostos nitrogenados e elevar o nível de hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos na fração líquida. O melhor resultado relacionado à composição do bio-óleo apresentou 37% de hidrocarbonetos, 24% de compostos nitrogenados e 39% de oxigenados, indicando que a hidropirólise solar da microalga Chlamydomonas reinhardtii combinada com o precursor do tipo hidrotalcita é uma promissora alternativa para produção de bio combustível. O bio óleo obtido também apresentou diferentes compostos químicos que podem ser utilizados como solventes e precursores na síntese de produtos químicos finos ou medicamentos.