Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 20696
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Ambientais: ODS7 |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Apoio financeiro | FAPEMIG |
| Primeiro autor | Caio Silva de Lima |
| Orientador | RENATA PEREIRA LOPES MOREIRA |
| Outros membros | Noemí Cristina Silva de Souza |
| Título | Biocarvão de Resíduos de Laranja como Suporte Sustentável para Nanopartículas de Paládio na Produção de Hidrogênio a Partir do Ácido Fórmico. |
| Resumo | Atualmente, o uso de combustíveis fósseis tem causado uma série de problemas à saúde humana, além de impactos ambientais, como as mudanças climáticas. Logo a busca por energias limpas se faz necessário e o hidrogênio combustível surge como uma boa fonte de energia renovável. Há, no entanto, uma grande dificuldade na sua logística, devido a condições extremas de criogenia e pressão, fazendo-se necessário uso de armazenadores de hidrogênio diversos, como o ácido fórmico (AF). A cinética da desidrogenação desse composto químico, porém, é lenta, necessitando de catalisadores. Neste processo, os mais comuns são nanopartículas metálicas de metais nobres, atuando como catalisadores heterogêneos no meio reacional, como as nanopartículas de paládio (Pd NPs). Esses materiais, porém, podem se aglomerar ao longo da reação, fazendo-se necessário o uso de suportes, aumentando assim a eficiência do processo. Neste trabalho, foi desenvolvido um biocarvão (BC), a partir do resíduo de laranja (Citrus sinensis L. Osbeck) e decorado com Pd NPs, para produção de H2, a partir da desidrogenação do AF.A produção do biocarvão foi realizada por meio do processo de pirólise da biomassa seca e ativada com cloreto de zinco. A ancoragem das nanopartículas e produção do Pd NPs/BC foi realizada por meio de uma reação de oxirredução da solução contendo as nanopartículas, com solução de NaBH4, em meio aquoso. Foram realizadas diferentes caraterizações no suporte e no catalisador final, dentre elas microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET) e espectroscopia Raman, identificando uma morfologia irregular, tridimensional, com alto grau de desordem e com boa dispersão das NPs. Além disso, foram realizadas análises de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios X (DRX), verificando pouca alteração na superfície do suporte, exceto pela presença do paládio. Foram realizados ensaios, variando a dosagem de catalisador, suporte, ácido fórmico e temperatura no meio, objetivando a otimização da desidrogenação, onde o Pd NPs/BC foi disperso em água tipo 1 e introduzida no sistema reacional. Esse sistema era constituído por um tubo de Schlenk conectado a uma bureta preenchida com água, para que o gás gerado durante a reação, pudesse ser mensurado, com o deslocamento da coluna de água. O volume de gás deslocado foi, então, convertido na quantidade de hidrogênio produzido. O melhor desempenho apresentado foi obtido utilizando formiato de sódio (1:3 em relação ao AF), 0,8 mmol de AF, bem como 5 mmol% de catalisador (em relação ao AF), suportados em 20 mg do BC, a 60°C. Utilizando-se esses parâmetros foi possível obter uma frequência de turnover (TOF) de 1302 h-1 além de uma energia de ativação de 28 kJ/mol. Com isso, pode-se concluir que o BC, produzido por resíduo de laranja, apresenta desempenho satisfatório como suporte para Pd NPs, assim representando uma promissora alternativa para obtenção de hidrogênio combustível. |
| Palavras-chave | Sustentabilidade, armazenador de hidrogênio, nanomateriais. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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