Caracterização eletroquímica do glicerol como fonte de energia alternativa

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oguido, Vinícius
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11980
Resumo: A necessidade energética com a evolução da população se torna algo preocupante, e com a grande quantidade de glicerol no mercado do biodiesel, foi trabalhado na eficiência energética na geração de hidrogênio com este subproduto. O trabalho tem como proposta o estudo das características eletroquímicas tanto do ânodo, como do cátodo para descrever o comportamento em uma célula do tipo PEM (membrana trocadora de prótons). O cátodo utilizado foi o níquel depositado em substrato de aço inox poroso como eletrodo de difusão de gás (GDE). Foi realizado experimento em ácido sulfúrico 0,5 molar, glicerol com NaCl, mimetizando a solução do subproduto gerado na produção do biodiesel, NaOH 0,1 M, NaCl 0,86 M, e em glicerol com Na2SO4. O ácido sulfúrico foi utilizado pois o cátodo não entra em contato com a solução, apenas com a membrana Náfion®, representando o seu comportamento em um eletrolisador normal. O ânodo foi a platina maciça, sendo seu comportamento identificado em diversas soluções que mimetizam o glicerol gerado da produção do biodiesel. Por fim foi analisado o comportamento do cátodo prensado na membrana de Náfion®. Certas dificuldades foram encontradas na utilização do glicerol de origem do biodiesel sem mudanças em sua composição, devido a problemas com pH, cloretos e quantidades de água na solução que atrapalham na eficiência da célula PEM. A utilização do Níquel no substrato apresentou-se eficiente em relação ao substrato de Aço Inox sem depósito, apresentando uma corrente mais elevada para potenciais mais baixos. Constatou-se por voltametria cíclica e curva de polarização as influências que cada característica citada acima interfere.
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Foi realizado experimento em ácido sulfúrico 0,5 molar, glicerol com NaCl, mimetizando a solução do subproduto gerado na produção do biodiesel, NaOH 0,1 M, NaCl 0,86 M, e em glicerol com Na2SO4. O ácido sulfúrico foi utilizado pois o cátodo não entra em contato com a solução, apenas com a membrana Náfion®, representando o seu comportamento em um eletrolisador normal. O ânodo foi a platina maciça, sendo seu comportamento identificado em diversas soluções que mimetizam o glicerol gerado da produção do biodiesel. Por fim foi analisado o comportamento do cátodo prensado na membrana de Náfion®. Certas dificuldades foram encontradas na utilização do glicerol de origem do biodiesel sem mudanças em sua composição, devido a problemas com pH, cloretos e quantidades de água na solução que atrapalham na eficiência da célula PEM. A utilização do Níquel no substrato apresentou-se eficiente em relação ao substrato de Aço Inox sem depósito, apresentando uma corrente mais elevada para potenciais mais baixos. Constatou-se por voltametria cíclica e curva de polarização as influências que cada característica citada acima interfere.The increasing energy demand in modern society in order to accommodate the population growth is an issue of great concern nowadays. There is a glycerol surplus currently in the market mainly from the biodiesel production as glycerol is a by-product of this process. Glycerol becomes then a suitable candidate for use in energy generation, particularly, its use as a fuel for hydrogen generation. This paper aims to study the electrochemical characteristics of both the anode and the cathode in residual glycerol media in order to achieve a description and assessment of the behavior of a PEM (proton exchange membrane) cell for electrochemical hydrogen production from glycerol. The cathode used was deposited on nickel substrate such as porous stainless steel gas diffusion electrode (GDE). Experiments were performed in 0.5 molar sulfuric acid, and glycerol/ NaCl solution, which mimics byproduct generated in the production of biodiesel, 0.1 M NaOH, 0.86 M NaCl, and glycerol with Na2SO4. The sulfuric acid was used in the cathode evaluation as the cathode is not in contact with the solution, only with Nafion® membrane in a normal electrolyzer. The anode was a solid platinum, with its behavior identified in various solutions that mimic the glycerol generated from biodiesel production. Finally, we analyzed the behavior of the membrane-electrode assembly (MEA) in the glycerol media. Certain difficulties were encountered in the use of glycerol from biodiesel by-product related to its composition, pH, chloride content and water content in the solution. These combined factors hinder the efficiency of the PEM fuel cell.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáLondrinaEngenharia AmbientalEnergia - Fontes alternativasBiodieselEletroquímicaRenewable energy sourcesBiodiesel fuelsElectrochemistryCaracterização eletroquímica do glicerol como fonte de energia alternativainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisLondrinaPinheiro, Alexei Lorenzetti NovaesOguido, Viníciusreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTHUMBNAILLD_COEAM_2013_2_25.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1158http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/11980/1/LD_COEAM_2013_2_25.pdf.jpg572b745e3c9d991f115a42e275834556MD51ORIGINALLD_COEAM_2013_2_25.pdfapplication/pdf1603760http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/11980/2/LD_COEAM_2013_2_25.pdfbaa4e46bf7f9312d954ce5ac9d2e2847MD52LICENSElicense.txttext/plain1220http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/11980/3/license.txt3cbdb04c3d289deb9dca129a3870a6e1MD53TEXTLD_COEAM_2013_2_25.pdf.txtExtracted texttext/plain88238http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/11980/4/LD_COEAM_2013_2_25.pdf.txt108996bb381972172f5714ab8cd35e12MD541/119802020-11-16 08:50:18.568oai:repositorio.utfpr.edu.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-16T10:50:18Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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