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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15183| Document type: | Dissertação |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Produção de hidrogênio a partir da decomposição termoquímica da água |
| Author: | Ferreira, Cintia Alves |
| First Advisor: | Hori, Carla Eponina |
| First member of the Committee: | Mattos, Lisiane Veiga |
| Second member of the Committee: | Noronha, Fabio Bellot |
| Third member of the Committee: | Watanabe, érika Ohta |
| Summary: | O estudo da viabilidade do uso de hidrogênio como vetor energético vem se intensificando, uma vez que a seu consumo gera apenas a água e energia. Uma das possíveis rotas para a obtenção de H2 é a decomposição termoquímica da água utilizando ciclos em duas ou mais etapas. O objetivo desse trabalho foi estudar a produção de hidrogênio a partir da decomposição termoquímica da água em duas etapas, utilizando óxidos tipo perovskitas LaxSr(1-x)FeO3 e LayCe(1-y)FeO3. Os catalisadores foram preparados pelo método sol-gel e caracterizados utilizando-se as técnicas de área superficial específica (BET), difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), redução a temperatura programada (RTP) e espectroscopia raman. O estado de oxidação do ferro foi determinado através da técnica de titulação. O desempenho das perovskitas na decomposição termoquímica da água foi avaliado utilizando-se ciclos de redução e oxidação com água. Na caracterização, as análises de área específica mostraram que a substituição parcial de La por um segundo metal, no caso Ce e Sr, não acarretou variações de área superficial significantes. As análises de FRX mostraram que a composição medida é bastante próxima ao conteúdo teórico calculado para a formação das perovskitas. Os resultados das análises de DRX e Raman mostraram que os materiais sintetizados possuem uma estrutura cristalina bem definida característica de perovskitas. As análises de RTP e de DRX de amostras passivadas após redução evidenciaram que somente uma pequena parte do material foi reduzida e que a estrutura da perovskita se manteve como fase predominante. Os testes envolvendo ciclos de oxidação e redução mostraram que todas as amostras apresentaram maior produção de H2 no segundo ciclo, sendo que o catalisador La0,95Ce0,05FeO3 obteve o melhor resultado, provavelmente devido às propriedades redox do Ce. A análise de DRX da perovskita LaFeO3, realizada após a repetição dos ciclos redox, mostrou que a estrutura do material não sofreu alterações significativas. Isso indica que catalisadores do tipo perovskita LaFeO3 são materiais com bom potencial para realizar as reações de decomposição de água usando ciclos de oxidação e redução visando a produção de hidrogênio |
| Abstract: | The feasibility of using hydrogen as energy vector has been intensified since the combustion of H2 produces only water and energy. One possible route for obtaining H2 is from the Thermochemical water splitting cycles using two or more steps. Thus, the aim of this work was to study the production of hydrogen from thermochemical decomposition of water in two stages, using perovskite oxides LaxSr(1-x)FeO3 and LayCe(1-y)FeO3. The catalysts were prepared by sol-gel method and characterized using the following techniques: BET surface area, X-ray Diffraction (XRD), X-ray Fluorescence (XRF), Temperature Programmed Reduction (TPR) and Raman spectroscopy. The oxidation state of iron was determined by titration technique. The performance of perovskites in thermochemical water splitting was evaluated using reduction and oxidation cycles with water. In the characterization, BET analysis showed that partial substitution of La by a second metal, such as Ce or Sr, did not cause significant changes in surface area. XRF data showed that the measured composition is very close to the theoretical content calculated for the formation of the perovskites. The results of XRD and Raman spectroscopy showed that the synthesized materials have a well defined crystalline structure characteristic of perovskites. TPR analyses showed that only a small part of the material was reduced and the structure of the perovskite phase remained as predominant. The tests with oxidation and reduction cycles showed that all samples had higher H2 production in the second cycle, and the catalyst La0,95Ce0,05FeO3 obtained the best result, probably because of the good redox properties of Ce. XRD analysis of the perovskite LaFeO3 performed after two redox cycles, showed that the structure of the material did not changed significantly. This indicates that LaFeO3 perovskite-type catalysts are materials with good potential to perform the reactions of decomposition of water using oxidation and reduction cycles in order to produce hydrogen. |
| Keywords: | Processos químicos Hidrogênio |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
| Language: | por |
| Country: | BR |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Institution Acronym: | UFU |
| Department: | Engenharias |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química |
| Quote: | FERREIRA, Cintia Alves. Produção de hidrogênio a partir da decomposição termoquímica da água. 2011. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.07 |
| Document identifier: | https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.07 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15183 |
| Date of defense: | 21-Feb-2011 |
| Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Química |
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