SISTEMA ELETROLISADOR DO TIPO MEMBRANELESS BASEADO EM ELETRODOS COMPOSITOS COM GEOMETRIA TPMS PARA GERACAO DE HIDROGENIO VERDE
hidrogênio verde; eletrólise da água; eletrolisador membraneless; níquel; cobalto; TPMS.
A crescente demanda mundial por energia, somada às preocupações ambientais das últimas décadas, tem levado à procura da exploração de fontes de energia renováveis. Neste cenário, o interesse pelo uso do gás hidrogênio obtido por eletrólise da água (conhecido como hidrogênio verde) como fonte de energia renovável tem aumentado significativamente. Com objetivo de tornar a produção de hidrogênio verde um processo economicamente e ecologicamente viável, diversos pesquisadores têm se dedicado otimizá-lo por meio da melhoria dos equipamentos empregados para este fim. Com isto, surge o eletrolisador membraneless, que busca simplificar a produção de hidrogênio por meio do uso de um equipamento mais simples do que os eletrolisadores PEM e alcalino utilizados atualmente e oferecendo produtos com alta pureza. Além da simplificação dos equipamentos eletrolisadores, o uso de eletrocatalisadores específicos para a reação de eletrólise da água tem contribuído tornar o processo cada vez mais viável. O uso de metais não nobres como níquel e cobalto para criação de catalisadores para as reações de evolução do hidrogênio e do oxigênio tem ganhado destaque na literatura. Com isto, este trabalho busca construir um eletrolisador do tipo membraneless, equipado com eletrodos baseados em compósitos de grafite e cobre, com geometrias do tipo TPMS recobertos com níquel e liga níquel-cobalto como eletrocatalisadores, para produção de hidrogênio de alta pureza em meio alcalino. Analisando se o comportamento eletrocatalítico dos catalisadores utilizados, a liga níquel-cobalto com proporção 4:1, obtida por eletrodeposição sobre o eletrodo compósito, obteve o menor sobrepotencial de geração do H2, com potencial mínimo para início do processo de -269 mV. Com o eletrolisador devidamente montado, obteve-se o H2 através da eletrólise em KOH 1,0 M com uma pureza média de 97,85%,, equiparando-se aos valores encontrados na literatura.