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dc.creatorPalhares, Dayana D'Arc de Fátima-
dc.date.accessioned2018-05-07T23:06:58Z-
dc.date.available2018-05-07T23:06:58Z-
dc.date.issued2016-08-29-
dc.identifier.citationPALHARES, Dayana D'Arc de Fátima. Produção de hidrogênio por eletrólise alcalina da água e energia solar. 2016.101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.497pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21286-
dc.description.abstractHydrogen is a clean fuel, with high heating value (141.86 kJ / g at 25 ° C and 1 atm) and water is the combustion product. Electrolysis of water is a simple process in order to produce hydrogen. When performed by renewable energy sources such as hydro, wind and solar photovoltaic, it is considered a sustainable and advantageous process. The present study aimed to produce hydrogen by alkaline electrolysis of water coupled to a photovoltaic cell solar energy in Uberlandia (MG). The electrolytic cell was cylindric with approximate volume of 675 cm3 with separation plate between the electrodes. Experiments were performed with a DC supply voltage with graphite, stainless steel 304 and monel400 electrodes, combined with electrolytic solutions of sodium hydroxide (NaOH) in concentrations of 2.0, 3.5 and 5.0 mol/L. In this preliminary investigation, the maximum hydrogen production for graphite electrodes, stainless steel 304 and monel 400 were 4.86, 10.40 and 8.12 mL/min, respectively. Stainless steel 304 electrodes produced the highest hydrogen flow in the range of voltage and electrolyte concentration studied. Statistical design of the experimental data was performed and the conditions which maximized the hydrogen production were obtained with stainless steel electrodes with a voltage of 3.4 V and the concentration of 5.0 mol/L NaOH. In this way, experiments with photovoltaic plate were conducted with stainless steel electrodes 304 and NaOH 5.0 mol/L at 10 AM to 2 PM. In weather conditions studied, about 2 L of hydrogen were produced with average irradiance in the days of 808 W/m2. The total efficiency was around 1.12%. It was found that the cloudiness was the most important factor which interfered in the hydrogen flow. The gases produced on the cathode were analyzed by gas chromatography and were determined a percentage of hydrogen of 98.8 ± 0.4%, which showed that the separation plate between electrodes was effective to prevent the mixing of the gases from anode gas to the cathode. Therefore, the designed system was able to produces hydrogen with significant purity using a photovoltaic solar energy.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEngenharia químicapt_BR
dc.subjectEnergia solarpt_BR
dc.subjectHidrogêniopt_BR
dc.subjectEletrólisept_BR
dc.subjectLuz solarpt_BR
dc.subjectEnergia fotovoltaicapt_BR
dc.subjectElectrolysispt_BR
dc.subjectHydrogenpt_BR
dc.subjectSunlighpt_BR
dc.subjectPhotovoltaic energypt_BR
dc.titleProdução de hidrogênio por eletrólise alcalina da água e energia solarpt_BR
dc.title.alternativeProduction of hydrogen by alkaline electrolysis of water and energy solarpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Damasceno, João Jorge Ribeiro-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780258E5pt_BR
dc.contributor.advisor2Vieira, Luiz Gustavo Martins-
dc.contributor.advisor2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767723D6pt_BR
dc.contributor.referee1Watanabe, Érika Ohta-
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762096Z9pt_BR
dc.contributor.referee2Arouca, Fábio de Oliveira-
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4189392Y6pt_BR
dc.contributor.referee3Prado, Gustavo Otero-
dc.contributor.referee3Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4458842H7pt_BR
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K8109711T2pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoO hidrogênio é um combustível limpo, com alto poder calorífico superior (141,86 kJ/g a 25oC e 1 atm) e apresenta apenas água como produto de combustão. A eletrólise da água é um processo relativamente simples para produção de hidrogênio e, quando realizada por fontes de energia renováveis, como a hidráulica, a eólica e a solar fotovoltaica, é considerada um processo sustentável e vantajoso. Por isso, o presente trabalho teve como objetivo estudar a produção de hidrogênio por eletrólise alcalina da água e energia solar fotovoltaica nas condições meteorológicas de Uberlândia (MG). Para tanto, foi projetada uma célula eletrolítica no formato cilíndrico, de volume aproximado de 675 cm3, com uma placa de separação entre os eletrodos. Inicialmente, testes de bancada foram realizados com uma fonte de tensão de corrente contínua a partir de eletrodos de grafite, aço inox 304 e monel 400, combinados com soluções eletrolíticas de hidróxido de sódio (NaOH) nas concentrações de 2,0, 3,5 e 5,0 mol/L. Dessa investigação preliminar, as máximas produções de hidrogênio encontradas para os eletrodos de grafite, aço inox 304 e monel 400 foram 4,86, 10,40 e 8,12 mL/min, respectivamente. Verificou-se que os eletrodos de aço inox 304 apresentaram as maiores vazões de hidrogênio na faixa de tensões e concentrações de eletrólito estudadas. Após tratamento estatístico das informações experimentais, verificou-se que as condições que maximizaram a produção de hidrogênio eram obtidas com eletrodos de aço inox submetidos a uma tensão elétrica de 3,4 V e a concentração de NaOH de 5,0 mol/L. Portanto, os experimentos com a placa fotovoltaica foram conduzidos com os eletrodos de aço inox 304 e NaOH a 5,0 mol/L das 10h às 14h. Nas condições meteorológicas estudadas, foram produzidos cerca de 2 L de hidrogênio em dias com irradiância média de 808 W/m2. A eficiência total nesses dias foi em torno de 1,12%. Verificou-se que a nebulosidade foi o fator que mais interferiu na vazão de hidrogênio. Os gases produzidos no cátodo foram analisados em cromatografia gasosa e foram encontrados percentuais de hidrogênio de 98,8 ± 0,4%, o que mostra que a placa de separação entre os eletrodos foi eficaz para evitar que os gases do ânodo se misturassem com os do cátodo. Por fim, concluiu-se que o sistema projetado foi capaz de produzir hidrogênio com pureza significativa por meio da energia solar fotovoltaica.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration101pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.497pt_BR
dc.orcid.putcode81756716-
dc.crossref.doibatchid79f46ae9-6e10-4e9f-9e6d-1ef88d1c7136-
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