Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 21924
| 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 | Gabriela Bettim de Oliveira |
| Orientador | PATRICIA FONTES PINHEIRO |
| Outros membros | Amanda Cavalheiro Filgueiras, Débora Maria Fontes, RENATA PEREIRA LOPES MOREIRA, TIAGO ALMEIDA SILVA |
| Título | Hidrólise do NaBH4 para evolução de H2(g) catalisada por nanopartículas de Pt/Co suportadas em ácido nióbico e carbono sulfonado obtido do resíduo de gengibre |
| Resumo | A crescente demanda por fontes energéticas sustentáveis decorre da necessidade de substituir os combustíveis fósseis, cujas elevadas emissões de gases do efeito estufa acarretam severos impactos ambientais. Nesse contexto, a produção de hidrogênio, H2(g), sustentável destaca-se como uma alternativa promissora devido à sua combustão limpa. Porém, seu uso ainda é limitado, pois métodos convencionais, como armazenamento em tanques de alta pressão, implicam altos custos. Uma abordagem alternativa envolve o uso de hidretos sólidos, dentre os quais o boroidreto de sódio (NaBH4) se destaca. Porém, sua hidrólise requer catalisadores eficientes devido à cinética limitada na liberação de H2(g). Dentre os materiais utilizados como suportes, o ácido nióbico (AN) tem demonstrado potencial na hidrólise de NaBH4. Contudo, visando otimizar sua eficiência e reduzir custos, pode-se usar resíduos agroindustriais (biomassa) como suporte de nanopartículas metálicas (MNPs) catalíticas. Neste sentido, este trabalho propõe o uso do resíduo de gengibre (Zingiber officinale) obtido após extração do óleo essencial em conjunto com o AN como suporte para MNPs de Co e Pt. Para a síntese dos suportes, o resíduo de gengibre foi seco ao sol, tratado com HCl 0,5 mol/L e lavado com água destilada até obter pH 7. Em seguida, o resíduo tratado foi submetido à síntese hidrotermal na presença de H2SO4(conc.) para a obtenção de carbono sulfonado (CS-RG) e em água Mili-Q para a obtenção de carbono não sulfonado (CNS-RG). Além disso, foram sintetizados suportes contendo 20% de AN, resultando nos materiais CS-RG-NI e CNS-RG-NI (síntese in situ). Para a síntese dos suportes ex situ, o AN foi incorporado via moagem manual ao CS-RG e CNS-RG, originando CS-RG-NE e CNS-RG-NE. As MNPs catalíticas foram sintetizadas utilizando cada suporte preparado e soluções de sais metálicos de Co, Pt e Pd, sendo reduzidas com NaBH4. A produção de H2(g) foi quantificada pelo deslocamento de água em uma bureta acoplada ao sistema reator. Para seleção do melhor suporte e catalisador metálico, foram conduzidos testes monometálicos e bimetálicos com variação da composição metálica (Co, Pt e Pd) e uso de diferentes proporções molares (20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20), utilizando a taxa de geração de hidrogênio (HGR) como parâmetro quantitativo de desempenho. Dentre as formulações testadas, o suporte CS-RG-NI com a proporção 20:80 (Pt:Co)NPs/Nb2O5·nH2O obteve melhor desempenho, superando a atividade do suporte baseado exclusivamente em AN. A caracterização do suporte selecionado utilizando espectroscopia no infravermelho apontou bandas características para carbono sulfonado (ᴠS=O) e Nb2O5 não calcinado (ᴠO-Nb-O). Dessa forma, o uso do resíduo de gengibre combinado ao AN como suporte para MNPs catalíticas, apresentou desempenho promissor para a produção de H2(g) verde via hidrólise do NaBH4, obtendo maior atividade catalítica e menor custo de produção quando comparado ao uso exclusivo do AN. |
| Palavras-chave | Nanopartículas, Suporte, Produção de H2(g) |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
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