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dc.creatorArzani, Fernanda Aparecida-
dc.date.accessioned2020-06-05T13:28:44Z-
dc.date.available2020-06-05T13:28:44Z-
dc.date.issued2018-07-13-
dc.identifier.citationARZANI, Fernanda Aparecida. Análise experimental e modelagem da permeação de hidrogênio em membranas de paládio e de paládio-prata. 2018. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1179.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29397-
dc.description.abstractHydrogen has stood out for the generation of clean energy. Its application in fuel cells produces water as a residue but requires high purity. The main way to obtain hydrogen is the steam reforming of methane, a process in which other compounds are also produced and need to be separated. Membrane separation processes can be used and palladium (Pd) membranes are an option due to their high permeability and selectivity to hydrogen. The use of thin metallic layers on porous substrates and a mixture of palladium with silver (Ag) allow an increase in the flow of hydrogen through the membrane. Having this in mind, this work aimed to analyze the formation of Pd and Pd-Ag membranes on alumina support and to evaluate their permeability and selectivity to hydrogen. Therefore, electrochemical depositions were made on alumina hollow fibers under different reaction conditions. The membranes were tested at temperatures of 300 to 450 ºC under pressures of 40 to 200 kPa. A palladium composite membrane was obtained, which presented a hydrogen flow of 0.389 mol.m-2.s-1 and a selectivity of 35 in relation to nitrogen. A Pd-Ag membrane with infinite selectivity and a hydrogen flow of 0.204 mol.m-2.s-1 was also obtained. Some membranes produced showed defects in the metallic layer, so they were not selective to hydrogen due to difficulties in the simultaneous deposition of palladium and silver added to defects on the surface of the support. To understand the permeation of hydrogen in palladium composite membranes supported on a porous substrate, a mathematical model was presented. Starting from the model of Ward and Dao (1999) and adding a diffusion model in porous media, based on the flows of Knudsen and Poiseuille, hydrogen permeated in composite membranes were simulated. Simulated flows were compared to values obtained experimentally. At 450 ºC, the best approximation between the simulated and experimental values was obtained, with the calculated values being 55% higher than the experimental values.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/us/*
dc.subjectHidrogêniopt_BR
dc.subjectPurificaçãopt_BR
dc.subjectMembranaspt_BR
dc.subjectPaládiopt_BR
dc.subjectPratapt_BR
dc.subjectModelagempt_BR
dc.subjectHydrogenpt_BR
dc.subjectPurificationpt_BR
dc.subjectMembranept_BR
dc.subjectPalladiumpt_BR
dc.subjectSilverpt_BR
dc.subjectModellingpt_BR
dc.titleAnálise experimental e modelagem da permeação de hidrogênio em membranas de paládio e de paládio-pratapt_BR
dc.title.alternativeExperimental analysis and modeling of hydrogen permeation in palladium and palladium-silver membranespt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Cardoso, Vicelma Luiz-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7947426011712250pt_BR
dc.contributor.advisor1Reis, Miria Hespanhol Miranda-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2087228956469914pt_BR
dc.contributor.referee1Batista, Fabiana Regina Xavier-
dc.contributor.referee2Machado, Antonio Eduardo da Hora-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3002622871758096pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoO hidrogênio tem se destacado pela geração de energia limpa. Sua aplicação em células a combustível produz água como resíduo, mas requer elevada pureza. A principal forma de obtenção do hidrogênio é a reforma a vapor do metano, em que são produzidos também outros compostos que precisam ser separados. Processos de separação por membrana podem ser utilizados e as membranas de paládio (Pd) são uma opção devido a sua elevada permeabilidade e seletividade ao hidrogênio. A utilização de camadas metálicas finas sobre suportes porosos e a mistura do paládio com prata (Ag) permitem o aumento do fluxo de hidrogênio através da membrana. Tendo isso em vista, este trabalho teve como objetivo analisar a formação de membranas de Pd e de Pd-Ag sobre suporte de alumina e avaliar sua permeabilidade e a seletividade ao hidrogênio. Para tanto, foram realizadas deposições eletroquímicas sobre fibras ocas de alumina em diferentes condições reacionais. As membranas foram testadas em temperaturas de 300 a 450 ºC sob pressões de 40 a 200 kPa. Foi obtida uma membrana compósita de paládio que apresentou um fluxo de hidrogênio de 0,389 mol.m-2.s-1 e seletividade de 35 em relação ao nitrogênio. Também foi obtida uma membrana de Pd-Ag com seletividade infinita e fluxo de hidrogênio de 0,204 mol.m-2.s-1. Algumas membranas produzidas apresentaram defeitos na camada metálica, de forma que não foram seletivas ao hidrogênio devido a dificuldades da deposição simultânea de paládio e prata somadas a defeitos na superfície do suporte. Para o entendimento da permeação do hidrogênio em membranas compósitas em paládio em suporte poroso foi apresentado um modelo matemático. Partindo do modelo de Ward e Dao (1999) e adicionando-se um modelo de difusão em meios porosos, baseado nos fluxos de Knudsen e de Poiseuille, foram simulados fluxos de hidrogênio permeado em membranas compósitas. Fluxos simulados foram comparados a valores obtidos experimentalmente. A 450 ºC foi obtida a melhor aproximação entre os valores simulados e os experimentais, sendo que os valores calculados foram 55% maiores do que os experimentais.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration110pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1179pt_BR
dc.orcid.putcode75210740-
dc.crossref.doibatchid4ced6f6e-cf60-4f2a-b55c-7f1981542941-
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