Desenvolvimento de sistema coparticipativo na produção sustentável de hidrogênio e tratamento de águas residuais utilizando eletrolisadores do tipo PEM

• Processo: 13/24842-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2014
• Data de Término da vigência: 08 de fevereiro de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Adalgisa Rodrigues de Andrade
• Beneficiário: Thiago dos Santos Almeida
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletroquímica Eletrólise da água
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrolisador PEM | Eletrólise da Água | Produção sustentável de hidrogênio | Reação de Desprendimento de Hidrogênio (RHE) | Reação de Desprendimento de Oxigênio (RDO) | tratamento de águas residuais | Eletroquímica

Resumo

O crescente aumento da população mundial implicará em dois grandes desafios; Suprir a demanda energética das 2,6 bilhões de pessoas no mundo, que ainda são muito dependentes da utilização de combustíveis fósseis; e descontaminar corpos d'água causada pela intensa urbanização e atividade industrial. Neste contexto, o uso de dispositivos eletrolisadores PEM (Proton Membrane Exchange ou Membrana trocadora de Prótons) surge como uma alternativa promissora para estes problemas devido a sua versatilidade que permite a produção de hidrogênio de elevada pureza, veículo energético de interesse econômico e ambiental utilizado como alternativa aos combustíveis fósseis, em coparticipação com tratamento de águas residuais. Além disso, estes sistemas quando acoplados a fontes de energia eólica ou solar resultam em gasto "zero" de energia operacional, significando um processo ambientalmente sustentável. No entanto, devido à baixa demanda de hidrogênio eletrolítico no século passado, poucas pesquisas foram feitas a respeito destes dispositivos, que apresentam ainda muitos desafios inexplorados principalmente na obtenção de materiais eletródicos de baixo custo, eficientes e estáveis para as reações de desprendimento de hidrogênio (RDH) e oxigênio (RDO) ou que tornem economicamente viável a aplicação deste tipo de dispositivo em larga escala. Desta forma, o foco central deste projeto é a obtenção de materiais eletródicos de baixo custo e eficientes para as RDO e RDH para aplicação direta em eletrolisador do tipo PEM, assim como utilizar este sistema no tratamento de águas residuais, realizando dois processos ambientalmente desejáveis utilizando uma única demanda energética: a célula eletrolítica gerará no cátodo o hidrogênio para a produção de energia simultaneamente a degradação, no ânodo, de efluentes nocivos ao meio ambiente.