Avaliação técnico-econômica da produção de hidrogênio verde concomitante com o tratamento eletroquímico de efluentes industriais

• Processo: 24/21912-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Luis Augusto Martins Ruotolo
• Beneficiário: Luisa Gaigher Franco
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/06600-1 - Produção de hidrogênio verde a partir do tratamento eletroquímico de efluentes industriais, AP.R
• Assunto(s): Reatores eletroquímicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eletrodos 3D | Hidrogênio verde | Reatores Eletroquímicos | Tratamento eletroquímico de efluentes | Engenharia Eletroquímica

Resumo

O mundo moderno enfrenta uma crescente preocupação com os impactos negativos do constante crescimento populacional sobre o meio ambiente, impulsionados pela elevada demanda por recursos e insumos. Nesse cenário, destacam-se os esforços globais para promover a transição da matriz energética para modelos mais sustentáveis, visando reduzir a poluição gerada pelas atividades humanas, especialmente aquelas relacionadas à indústria, às emissões de dióxido de carbono e à dependência de combustíveis fósseis. Entre as alternativas mais promissoras para a descarbonização global, o hidrogênio se destaca como um vetor energético versátil, amplamente defendido pela comunidade científica e industrial. Contudo, a maior parte do hidrogênio produzido atualmente ainda provém de fontes fósseis não renováveis, o que impulsiona a busca por rotas sustentáveis para sua geração. Nesse contexto, o "hidrogênio verde", obtido por meio da eletrólise da água utilizando energia de fontes renováveis, surge como uma solução de destaque, oferecendo hidrogênio de alta pureza e baixo impacto ambiental. Apesar disso, a minimização do consumo energético associado à sua produção continua sendo um desafio crítico, exigindo inovações que tornem os processos mais eficientes e economicamente viáveis. Com isso, este projeto propõe o desenvolvimento e a avaliação de um reator eletroquímico de fluxo em escala semi-piloto, integrando a produção de hidrogênio verde com o tratamento eletroquímico de efluentes industriais. A abordagem proposta visa substituir a Reação de Desprendimento de Oxigênio (RDO), típica dos eletrolisadores industriais, pela degradação eletroquímica de compostos orgânicos poluentes, utilizando ânodos de diamante dopado com boro (DDB), enquanto produz H2 através da reação catódica utilizando eletrodos de níquel. Este sistema inovador, operando de forma sinérgica, tem o potencial de tornar o tratamento eletroquímico de efluentes economicamente viável por meio da comercialização do hidrogênio verde produzido, promovendo benefícios ambientais e econômicos. A performance de ambos os processos será avaliada com base em variáveis operacionais que impactam a cinética, a eficiência e o consumo energético, buscando otimizar os resultados e ampliar a viabilidade do sistema.