Hidrogênio produzido via eletrólise da água com materiais alternativos e teste em protótipo

Anais do IV Encontro de Iniciação Científica da Unila - “UNILA 5 anos: Integração em Ciência, Tecnologia e Cultura na Tríplice Fronteira” - 05 e 06 de novembro de 2015 – Sessão Química, Física e MatemáticaCom a exploração continuada dos combustíveis fosseis e a previsão de futura escassez, inúmeras pesquisas e esforços vem sendo desenvolvidas para tornar viáveis economicamente novas formas de produção de energia. Dentre as inúmeras vertentes, destaca-se a produção de hidrogênio por possuir uma elevada capacidade de armazenamento de energia. Dentre os métodos para a produção de hidrogênio, a eletrólise da água é o método limpo, com produto de lata pureza. O projeto “Hidrogênio produzido via eletrólise da água com materiais alternativos e teste em protótipo” é um projeto que vem sendo desenvolvido na UNILA e teve sua continuidade no período de 2014/2015 com o trabalho de revisão bibliográfica dos métodos e eletrólitos atualmente em desenvolvimento e testes laboratoriais. Estes testes consistiram em avaliar o desempenho da produção de hidrogênio com materiais como Pt (Platina), Ag (Prata), Au (Ouro) e Pd (Paládio) utilizando o eletrólito TEA.PS-BF4 nas concentrações de 0,3 M, 0.5 M e 0.7 M. O sistema utilizado para a realização da eletrólise foi uma célula de Hoffman e potenciostato PGSTAT30 da marca Autolab. A técnica de eletroquímica utilizada nos testes foi a cronoamperometria com a aplicação de um potencial de -1.3, -.15, - 1.7 e 2 V. Os melhores resultados foram obtidos com o eletrodo Pt (Platina). Este campo ainda carece de pesquisa, mas a produção de Hidrogênio através da eletrólise, por ser um processo “limpo”, tem inúmeras vantagens para uma aplicação como substituta ou co-participante em sistemas energéticos, tendo como seu principal rejeito a água, desponta como uma alternativa não degradante para nossa matriz energéticaBolsista Pibiti CNP

Teste de eletrodos modificados com argila para a produção de hidrogênio

VII Seminário de Extensão Universitária da UNILA (SEUNI); VIII Encontro de Iniciação Científica e IV Encontro de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (EICTI 2019) e Seminário de Atividades Formativas da UNILA (SAFOR)A eletrólise alcalina da água é uma rota alternativa para a produção de hidrogênio de forma sustentável. Sendo assim, neste trabalho, foi realizada a avaliação do efeito do recobrimento de três eletrodos atuando como cátodo (Pt, Ni e aço AISI940L), com um nanocompósito de Argila/Ni(OH) 2 atuando como eletrocatalisador na produção de hidrogênio, buscou-se verificar a influência na produção de carga e densidade de corrente por meio de cronoamperometria realizada em um potencial de -1,7 V durante 1 hora. Como resultados, obteve-se que, o nanocompósito proporcionou aumentos significativos da densidade de corrente na produção de hidrogênioAgradeço à UNILA pela bolsa concedida e apoio ao projeto. Ao Núcleo de pesquisas em Hidrogênio (NuPHI) do Parque Tecnológico Itaipu (PTI) pela colaboração, e também a toda equipe do LabMat da UNICENTRO pelo fornecimento do material testad

Estudo de biomassas de ĺeo de fritura, restos de alimentos e grama para a produção de biogás

Anais do III Encontro de Iniciação Científica da Unila - Sessão de Química - 06/11/14 – 15h40 às 18h40 - Unila-PTI - Bloco 09 – Espaço 03 – Sala 03Aumentos constantes dos níveis de poluição ao redor do mundo levam a um aumento no efeito estufa, nos alarmando em relação ao aquecimento global e todas suas consequências, e nos leva a necessidade da redução da utilização de combustíveis fósseis, buscando-se novas alternativas. Além da poluição devido aos gases de efeito estufa, outra preocupação atual são os resíduos sólidos urbanos e rurais, pois os mesmos quando descartados de maneira incorreta vêm a poluir nosso meio ambiente. O biogás proveniente da biodigestão anaeróbia vem como uma alternativa a estes dois problemas: a biodigestão nos propicia o reaproveitamento adequado de diversos tipos de biomassa, gerando como produto final o biogás e como subproduto um biofertilizante de alta qualidade. A biodigestão e o biogás podem ser uma solução tanto para o meio rural quanto para o meio urbano, pois buscam-se alternativas para a produção de biogás através dos mais variados tipos de biomassa. Este trabalho traz alguns dados sobre a produção de biogás a partir de três diferentes tipos de resíduos orgânicos: grama, óleo de fritura e resíduo de restaurante (resto de comida), sendo o óleo e o resíduo de restaurante obtidos no restaurante da Fundação Parque Tecnológico Itaipu (FPTI) e a grama proveniente do corte dos gramados da Itaipu Binacional e da FPTI. Além das biomassas puras também realizaram-se misturas de diferentes tipos de grama com resíduo de restaurante, em proporções de 50:50, 25:75 e 75:25. Alguns dos resultados obtidos para a produção de biogás por 1 kg de substrato foram: 129,35 L para a grama, 821,24 L para o óleo de fritura e 147,06 L para o resíduo de restaurante. Para as misturas grama:resíduo de restaurante foram obtidos os seguintes valores: 54,51 L para a mistura com proporções 50:50, 63,53 L para a mistura com proporções 25:75 e 47,81 L para a mistura com proporções 75:25. Como verificado acima, a produção de biogás para o óleo de fritura foi bastante acentuado em relação aos demais substratos, produzindo quantidades até 5 vezes superiores a quantidade de biogás produzida pelo resíduo de restaurante e superiores até 6 vezes a quantidade de biogás produzido pela grama. As produções de biogás nas amostras de misturas foram bastante inferiores aos demais substratos. Os resultados deste trabalho foram satisfatórios, visto que a possibilidade de produção de biogás a partir destes resíduos foi confirmada, abrindo a possibilidade de um melhor aproveitamento dos mesmos. Como trabalho futuro propõe-se a produção de biogás em maiores quantidades a partir destes resíduos, em um biodigestor em escala real. Agradecemos à Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA) pela bolsa de iniciação científica concedida. Agradecemos ao Centro Internacional de Energias Renováveis – Biogás (CIBiogás-ER) pelos dados disponibilizados.Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA

Estudo de biomassas de óleo de fritua, restos de alimenso e grama para a produção de biogás

Anais do III Encontro de Iniciação Científica da Unila - Sessão de Antropologia - 07/11/14 – 08h30 às 11h00 - Unila-PTI - Bloco 09 – Espaço 01 – Sala 03Aumentos constantes dos níveis de poluição ao redor do mundo levam a um aumento no efeito estufa, nos alarmando em relação ao aquecimento global e todas suas consequências, e nos leva a necessidade da redução da utilização de combustíveis fósseis, buscando-se novas alternativas. Além da poluição devido aos gases de efeito estufa, outra preocupação atual são os resíduos sólidos urbanos e rurais, pois os mesmos quando descartados de maneira incorreta vêm a poluir nosso meio ambiente. O biogás proveniente da biodigestão anaeróbia vem como uma alternativa a estes dois problemas: a biodigestão nos propicia o reaproveitamento adequado de diversos tipos de biomassa, gerando como produto final o biogás e como subproduto um biofertilizante de alta qualidade. A biodigestão e o biogás podem ser uma solução tanto para o meio rural quanto para o meio urbano, pois buscam-se alternativas para a produção de biogás através dos mais variados tipos de biomassa. Este trabalho traz alguns dados sobre a produção de biogás a partir de três diferentes tipos de resíduos orgânicos: grama, óleo de fritura e resíduo de restaurante (resto de comida), sendo o óleo e o resíduo de restaurante obtidos no restaurante da Fundação Parque Tecnológico Itaipu (FPTI) e a grama proveniente do corte dos gramados da Itaipu Binacional e da FPTI. Além das biomassas puras também realizaram-se misturas de diferentes tipos de grama com resíduo de restaurante, em proporções de 50:50, 25:75 e 75:25. Alguns dos resultados obtidos para a produção de biogás por 1 kg de substrato foram: 129,35 L para a grama, 821,24 L para o óleo de fritura e 147,06 L para o resíduo de restaurante. Para as misturas grama:resíduo de restaurante foram obtidos os seguintes valores: 54,51 L para a mistura com proporções 50:50, 63,53 L para a mistura com proporções 25:75 e 47,81 L para a mistura com proporções 75:25. Como verificado acima, a produção de biogás para o óleo de fritura foi bastante acentuado em relação aos demais substratos, produzindo quantidades até 5 vezes superiores a quantidade de biogás produzida pelo resíduo de restaurante e superiores até 6 vezes a quantidade de biogás produzido pela grama. As produções de biogás nas amostras de misturas foram bastante inferiores aos demais substratos. Os resultados deste trabalho foram satisfatórios, visto que a possibilidade de produção de biogás a partir destes resíduos foi confirmada, abrindo a possibilidade de um melhor aproveitamento dos mesmos. Como trabalho futuro propõe-se a produção de biogás em maiores quantidades a partir destes resíduos, em um biodigestor em escala real. Agradecemos à Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA) pela bolsa de iniciação científica concedida. Agradecemos ao Centro Internacional de Energias Renováveis – Biogás (CIBiogás-ER) pelos dados disponibilizados.Bolsista Probic/UNILA.; Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA

Teste de novos materiais para eletrólise da água em célula de Hoffmann

Anais do III Encontro de Iniciação Científica da Unila - Sessão de Química - 06/11/14 – 15h40 às 18h40 - Unila-PTI - Bloco 09 – Espaço 03 – Sala 03A sustentabilidade mundial depende do balanço de diversos fatores, incluindo as novas fontes de energia e a diminuição dos impactos ambientais. Buscando contribuir na sustentabilidade o hidrogênio tem sido utilizado em determinados processos industrias e como combustíveis para foguetes e alguns carros de teste. O hidrogênio, é um vetor energético com alto poder energético que pode ser armazenado por períodos longos de tempo, é transportável, não contaminante e utilizável em várias formas. Atualmente vários estudos estão sendo realizados com a finalidade de tornar o hidrogênio economicamente viável para geração de eletricidade mediante células a combustíveis, os quais buscam encontrar novos materiais que possam ser utilizados como eletrodos e eletrólitos. Neste contexto, esse trabalho testa a eletrólise da água na presença de um eletrólito líquido iônico com vários tipos de eletrodos. Se testou o ácido tetrafluoroborato de 3-trietilamonio- propanosulfônico (TEA-PS∙BF4) como eletrólito numa concentração de 30% em massa com eletrodos de platina (Pt), níquel (Ni) e paládio (Pd), todos com pureza de 99,9999%. A produção de hidrogênio via eletrólise foi feita numa célula de Hoffmann com três eletrodos trabalho (WE), referência (REF) e contraeletrodo (CE). O hidrogênio é produzido no WE o qual é o cátodo, o CE refere-se ao ânodo onde é produzido o oxigênio e o REF utilizado para a estabilidade da reação. A área exposta para a Pt foi de 1,08 mm 2 , Ni de 1,14 mm 2 , e Pd de 1,77 mm 2 . Os testes foram realizados em um potenciostato da marca AUTOLAB modelo PGSTAT302N, o método eletroquímico de analise utilizado foi a cronoamperometria. Os potenciais usados foram de -1,3; -1,5; -1,7 e -2,0 V em um tempo de 1 h. Com os testes, pode-se concluir que a densidade corrente (corrente/área de eletrodo) para todos os casos aumenta com o aumento do potencial aplicado ao sistema, ou seja, a maior gasto de energia temos maior produção de hidrogênio, as densidades de corrente variam -0,15 A.cm -2 (Pd, -1.3V) a -0,71 A.cm -2 (Pt, -2,0 V), sendo esta última a maior densidade de corrente. A eficiência do eletrólito encontra-se entre 93 a 99%.Bolsista Probic/UNILA; Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA

Criação de esquemas para o ensino de energias renováveis

Anais do I Encontro de Iniciação Científica e de Extensão da Unila - Sessão de Ciências Biológicas. Dia 05/06/12 - 14h00 às 18h00, Unila-Centro - Sala 14 - 3o PisoO presente projeto de pesquisa teve como principal objetivo a criação e implementação de metodologias, baseadas na apresentação de diferentes materiais, principalmente esquemas e mapas conceituais sobre o tema energias renováveis. O público-alvo do projeto foram os alunos do curso de Engenharia de Energias Renováveis, buscando assim a criação de uma base metodológica que conceda a implementação da nova abordagem na prática de ensino. A representação esquemática do material de ensino constitui uma ferra - menta que permite aumentar o conhecimento dos estudantes através de uma estrutura fundamental e que força a reflexão profunda diretamente ligada à criatividade do aluno. Na metodologia de ensino existe pouca informação sobre utilização deste tipo de material como meio sistemático nas diferentes áreas de ciências naturais, neste caso, em temas sobre as fontes alternativas de energia. Tendo como base tais pre - ceitos, verificou-se que a técnica que se utiliza de mapas conceituais traz para o ensino a facilidade de compreensão de conceitos importantes relacionados com a área de aprendizagem. Para projetar e dese - nhar os diferentes tipos de esquemas é necessário analisar os conceitos básicos do tema (p.e. das energias renováveis) e selecionar os conceitos-chave. Então, desenha-se os esquemas apresentando os principais conceitos selecionados e também os materiais adicionais, conforme necessário, na forma de esquema es - pecial. Em termos de psicologia educacional este trabalho é chamado de reestruturação do material didáti - co e serve para uma melhor compreensão e gestão da informação, que o aluno deve aprender. O trabalho de elaboração dos esquemas deve ser desenvolvido em conjunto com professores e alunos, constituindo um instrumento para integrar conteúdos, contrapondo-se com a desintegração destes. Nesse processo, o pensamento fortalece-se pelo uso de diferentes linguagens (gráfico, escrito e oral), conseguindo integrar, por exemplo, conceitos de origem física e química a métodos de novas energias como a da solar, eólica, biomassa, hídrica, entre outras. Fazendo com que o aluno tenha maior entendimento e desenvolva maior interesse pelo assunto abordado.Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA

Líquidos iônicos como eletrólitos para reações eletroquímicas

Os líquidos iônicos (LIs) como o tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) e o hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6) podem ser utilizados como eletrólitos para diferentes reações eletroquímicas. Este trabalho é centrado sobre seus usos como eletrólitos na geração de hidrogênio pela eletrólise da água, na geração de energia elétrica em células a combustível (mais especificamente em células a hidrogênio), mas também mostra suas aplicações na obtenção de polímeros condutores. A preocupação mundial em relação ao aumento da poluição atmosférica e ao esgotamento dos combustíveis fósseis faz com que novas fontes alternativas de energia limpa sejam pesquisadas. O hidrogênio é um “combustível alternativo”, mas ainda necessita de melhorias na sua síntese e emprego para que sua utilização seja economicamente viável. Este trabalho mostra a utilização de LIs como eletrólitos para a produção de hidrogênio via eletrólise da água. Este novo sistema, que opera à temperatura ambiente, apresenta alta eficiência com eletrodos como o aço carbono (AC), com desempenho superior ao eletrodo de platina (Pt). O hidrogênio produzido pela eletrólise da água é de alta pureza e pode ser utilizado para alimentar células a combustível para a geração de energia elétrica. Os LIs podem ser utilizados como eletrólitos neste sistema de célula a combustível. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que uma célula a combustível com líquido iônico tem uma eficiência que pode alcançar 67 %, operando à temperatura ambiente, alimentada com hidrogênio e ar. Outra parte deste trabalho estuda o comportamento eletroquímico de polímeros orgânicos condutores, em meio clássico e meio misto LI/solvente. Estes compostos poderão auxiliar no aumento da eletroatividade dos eletrodos empregados tanto no sistema de eletrólise da água como no de célula a combustível.Les liquides ioniques (LIs), tetrafluoroborate de 1-butyl-3-méthylimidazole (BMI.BF4) et l’hexafluorophosphate de 1-butyl-3-méthylimidazole (BMI.PF6), sont des composés qui peuvent être utilisés comme électrolytes pour plusieurs réactions électrochimiques. Ce travail montre l’utilisation des LIs comme électrolyte: (i) pour la production d’hydrogène par l’électrolyse de l’eau, (ii) dans une pile à combustible pour gérer une énergie électrique (la pile á hydrogène), et (iii) dans l’étude des comportements électrochimiques de polymères conducteurs à base de fluorènes. Le grand problème de la pollution atmospherique et de l’épuisement des combustibles fossiles oblige la recherche de nouvelles sources d’énergie alternative. L’hydrogène a un grand potential comme « source d’énergie » non polluante. Ce travail présente l’utilisation des liquides ioniques comme électrolytes pour la production d’hydrogène, de haute pureté, obtenu par l’électrolyse de l’eau. Ce système a une grande efficacité à température ambiante et il peut utiliser des électrocatalyseurs alternatifs peu coûteux comme l’acier carbone qui a un comportement équivalent ou supérieur à celui du platine. L’hydrogène produit, de haute pureté, peut alimenter les piles à combustible. Il a été étudié l’utlisation des LIs comme électrolyte d’une pile à combustible commerciale alimentée par de l’hydrogène et de l’air comprimé. Ces études ont montré une éfficacité maximum de 67 % à température ambiante. Une autre partie de la recherche a concerné l’étude du comportement électrochimique de polymères organiques conducteurs en milieu LI ou en milieu mixte LI + solvant organique. Ces études préliminaires montrent que le dopage p de ces matériaux est difficile en milieu LI pur et plus facile en milieu mixte. La réversibilité du dopage p (réduction du polymère dopé p) en milieu LI est faible et s’accompagne de l’entrée du cation de l’électrolyte en lieu et place de la sorties des anions. Différentes méthodes ont été utilisées pour essayer de comprendre tous ces comportements : voltammétrie cyclique, spectroscopie électrochimique d’impédance, microbalance à quartz.Ionic liquids (ILs), such as 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMI.BF4) and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI.PF6) can be used as electrolytes in several electrochemistry reactions. This work concerns the use of ILs as electrolytes for: (i) hydrogen production by water electrolysis, (ii) energy generation in fuel cells (or, more specifically, hydrogen cells) and (iii) obtaining conductor polymers. The increase in air pollution and the loss of fossil fuel availability are great modern concerns. New alternative energy sources need be found and improved upon. Hydrogen is an “alternative fuel”, but improvements in its synthesis and applications are necessary to achieve its employment in a practical sense. In this work we show that ILs can be used as electrolytes for hydrogen production by water electrolysis. This system works at room temperature, has a high efficiency and can use a low carbon steel (LCS) electrocatalyst with better performance than that platinum (Pt). The hydrogen obtained by water electrolysis has high purity and can be used to perform energy generation in fuel cells. These ILs are also used as electrolytes to fuel cells and their performance is described in this work. The results obtained shows that the ionic liquid fuel cell (ILFC) can attain 67% efficiency, working at room temperature, fed with hydrogen and air

Líquidos iônicos como eletrólitos para reações eletroquímicas

Os líquidos iônicos (LIs) como o tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) e o hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6) podem ser utilizados como eletrólitos para diferentes reações eletroquímicas. Este trabalho é centrado sobre seus usos como eletrólitos na geração de hidrogênio pela eletrólise da água, na geração de energia elétrica em células a combustível (mais especificamente em células a hidrogênio), mas também mostra suas aplicações na obtenção de polímeros condutores. A preocupação mundial em relação ao aumento da poluição atmosférica e ao esgotamento dos combustíveis fósseis faz com que novas fontes alternativas de energia limpa sejam pesquisadas. O hidrogênio é um “combustível alternativo”, mas ainda necessita de melhorias na sua síntese e emprego para que sua utilização seja economicamente viável. Este trabalho mostra a utilização de LIs como eletrólitos para a produção de hidrogênio via eletrólise da água. Este novo sistema, que opera à temperatura ambiente, apresenta alta eficiência com eletrodos como o aço carbono (AC), com desempenho superior ao eletrodo de platina (Pt). O hidrogênio produzido pela eletrólise da água é de alta pureza e pode ser utilizado para alimentar células a combustível para a geração de energia elétrica. Os LIs podem ser utilizados como eletrólitos neste sistema de célula a combustível. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que uma célula a combustível com líquido iônico tem uma eficiência que pode alcançar 67 %, operando à temperatura ambiente, alimentada com hidrogênio e ar. Outra parte deste trabalho estuda o comportamento eletroquímico de polímeros orgânicos condutores, em meio clássico e meio misto LI/solvente. Estes compostos poderão auxiliar no aumento da eletroatividade dos eletrodos empregados tanto no sistema de eletrólise da água como no de célula a combustível.Les liquides ioniques (LIs), tetrafluoroborate de 1-butyl-3-méthylimidazole (BMI.BF4) et l’hexafluorophosphate de 1-butyl-3-méthylimidazole (BMI.PF6), sont des composés qui peuvent être utilisés comme électrolytes pour plusieurs réactions électrochimiques. Ce travail montre l’utilisation des LIs comme électrolyte: (i) pour la production d’hydrogène par l’électrolyse de l’eau, (ii) dans une pile à combustible pour gérer une énergie électrique (la pile á hydrogène), et (iii) dans l’étude des comportements électrochimiques de polymères conducteurs à base de fluorènes. Le grand problème de la pollution atmospherique et de l’épuisement des combustibles fossiles oblige la recherche de nouvelles sources d’énergie alternative. L’hydrogène a un grand potential comme « source d’énergie » non polluante. Ce travail présente l’utilisation des liquides ioniques comme électrolytes pour la production d’hydrogène, de haute pureté, obtenu par l’électrolyse de l’eau. Ce système a une grande efficacité à température ambiante et il peut utiliser des électrocatalyseurs alternatifs peu coûteux comme l’acier carbone qui a un comportement équivalent ou supérieur à celui du platine. L’hydrogène produit, de haute pureté, peut alimenter les piles à combustible. Il a été étudié l’utlisation des LIs comme électrolyte d’une pile à combustible commerciale alimentée par de l’hydrogène et de l’air comprimé. Ces études ont montré une éfficacité maximum de 67 % à température ambiante. Une autre partie de la recherche a concerné l’étude du comportement électrochimique de polymères organiques conducteurs en milieu LI ou en milieu mixte LI + solvant organique. Ces études préliminaires montrent que le dopage p de ces matériaux est difficile en milieu LI pur et plus facile en milieu mixte. La réversibilité du dopage p (réduction du polymère dopé p) en milieu LI est faible et s’accompagne de l’entrée du cation de l’électrolyte en lieu et place de la sorties des anions. Différentes méthodes ont été utilisées pour essayer de comprendre tous ces comportements : voltammétrie cyclique, spectroscopie électrochimique d’impédance, microbalance à quartz.Ionic liquids (ILs), such as 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMI.BF4) and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI.PF6) can be used as electrolytes in several electrochemistry reactions. This work concerns the use of ILs as electrolytes for: (i) hydrogen production by water electrolysis, (ii) energy generation in fuel cells (or, more specifically, hydrogen cells) and (iii) obtaining conductor polymers. The increase in air pollution and the loss of fossil fuel availability are great modern concerns. New alternative energy sources need be found and improved upon. Hydrogen is an “alternative fuel”, but improvements in its synthesis and applications are necessary to achieve its employment in a practical sense. In this work we show that ILs can be used as electrolytes for hydrogen production by water electrolysis. This system works at room temperature, has a high efficiency and can use a low carbon steel (LCS) electrocatalyst with better performance than that platinum (Pt). The hydrogen obtained by water electrolysis has high purity and can be used to perform energy generation in fuel cells. These ILs are also used as electrolytes to fuel cells and their performance is described in this work. The results obtained shows that the ionic liquid fuel cell (ILFC) can attain 67% efficiency, working at room temperature, fed with hydrogen and air

Líquidos iônicos como novos meios para métodos eletroquímicos

Tese de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul para a obtenção do título de Doutor em Ciências dos Materiais. 2007Os líquidos iônicos (LIs) como o tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) e o hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6) podem ser utilizados como eletrólitos para diferentes reações eletroquímicas. Este trabalho é centrado sobre seus usos como eletrólitos na geração de hidrogênio pela eletrólise da água, na geração de energia elétrica em células a combustível (mais especificamente em células a hidrogênio), mas também mostra suas aplicações na obtenção de polímeros condutores. A preocupação mundial em relação ao aumento da poluição atmosférica e ao esgotamento dos combustíveis fósseis faz com que novas fontes alternativas de energia limpa sejam pesquisadas. O hidrogênio é um “combustível alternativo”, mas ainda necessita de melhorias na sua síntese e emprego para que sua utilização seja economicamente viável. Este trabalho mostra a utilização de LIs como eletrólitos para a produção de hidrogênio via eletrólise da água. Este novo sistema, que opera à temperatura ambiente, apresenta alta eficiência com eletrodos como o aço carbono (AC), com desempenho superior ao eletrodo de platina (Pt). O hidrogênio produzido pela eletrólise da água é de alta pureza e pode ser utilizado para alimentar células a combustível para a geração de energia elétrica. Os LIs podem ser utilizados como eletrólitos neste sistema de célula a combustível. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que uma célula a combustível com líquido iônico tem uma eficiência que pode alcançar 67 %, operando à temperatura ambiente, alimentada com hidrogênio e ar. Outra parte deste trabalho estuda o comportamento eletroquímico de polímeros orgânicos condutores, em meio clássico e meio misto LI/solvente. Estes compostos poderão auxiliar no aumento da eletroatividade dos eletrodos empregados tanto no sistema de eletrólise da água como no de célula a combustível