Produção de hidrogênio verde a partir do tratamento eletroquímico de efluentes industriais

• Processo: 23/06600-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Beneficiário: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/21912-2 - Avaliação técnico-econômica da produção de hidrogênio verde concomitante com o tratamento eletroquímico de efluentes industriais, BP.IC
• Assunto(s): Eletrodos Reatores eletroquímicos Tratamento de águas residuárias Eletroquímica Hidrogênio Química verde
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eletrodos | hidrogênio eletrolítico | Reatores Eletroquímicos | Tratamento de Efluentes | Engenharia Eletroquímica

Resumo

A busca por sistemas de energia limpa em escala global é uma consequência do aumento expressivo na demanda global de energia e, neste cenário, o hidrogênio vem sendo considerado como uma fonte energética promissora. Contudo, a maior parte de sua produção ocorre a partir de fontes não renováveis, como o gás natural, sendo responsável pela emissão de grandes quantidades de CO2. Novas rotas para a geração sustentável de hidrogênio vêm sendo investigadas, dentre elas destaca-se a rota eletrolítica, em que a eletrólise da água é capaz de gerar H2 de alta pureza, conhecido como "hidrogênio verde", especialmente interessante para uso em células combustíveis, em que o H2 funcionaria como um vetor para o armazenamento de energia, para sua posterior conversão em eletricidade. Apesar de todas as vantagens, a ampla utilização do H2 eletrolítico ainda esbarra em seu custo elevado de produção. Visando tornar o H2 verde economicamente competitivo, neste projeto propõe-se estudar duas estratégias: 1) avaliação e teste de novos cátodos com maior poder eletrocatalítico para a reação de desprendimento de hidrogênio (RDH) e 2) modificação dos eletrolisadores convencionais, através da substituição da reação anódica de desprendimento de oxigênio (RDO), pela eletroxidação de compostos orgânicos poluentes presentes em efluentes industriais. Atuando de forma sinérgica, o eletrolisador proposto, além de produzir H2, contribuiria para solução de um problema ambiental. Neste projeto, diferentes cátodos e ânodos serão avaliados em um reator eletroquímico de fluxo, em escala semi-piloto. A produção de H2 será avaliada através da pureza e quantidade de gás gerado, enquanto a degradação do poluente orgânico será avaliada em termos da remoção de carbono orgânico total. A performance de ambos os processos será avaliada em função das principais variáveis operacionais que podem impactar a cinética, eficiência e consumo energético. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SGARBI, RICARDO; MANDELLI, CECILIA M.; RUOTOLO, LUIS A. M.. Integrated renewable H2 production and industrial wastewater treatment using a semi-pilot scale flow electrolyzer. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 507, p. 12-pg., 2025-03-01. (23/06600-1, 24/11001-2, 22/12895-1)