APLICAÇÃO E SIMULAÇAO DE REATOR ELETROQUÍMICO EM SÉRIE NA CONVERSÃO DO ALARANJADO DE METILA EM ÁCIDOS ORGÂNICOS E HIDROGÊNIO VERDE
Hidrogênio Renovável; Ácidos Carboxílicos; Eletrorrefinaria; Desenvolvimento Sustentável, Reator Eletroquímico; Modelagem e Simulação.
O presente trabalho teve como objetivo aplicar uma tecnologia eletroquímica, a fim de avaliar e analisar a eficiência da degradação de um composto orgânico modelo para a conversão de ácidos carboxílicos, como também a produção simultânea de H2(g) em diferentes densidades de corrente elétrica (15, 30 e 45mA/cm²) e para três diferentes configurações do reator eletroquímico. Inicialmente foi desenvolvido um reator em fluxo com três compartimentos, em modo serial, combinando as propriedades eletrocatalíticas de dois ânodos não ativos (PbO2-F e BDD) e um cátodo de malha de aço inoxidável separados por duas membranas Nafion® 350. Além disso, foi desenvolvido um modelo matemático para representar o reator, bem como as reações envolvidas no processo eletroquímico. O corante alaranjado de metila (AM) foi escolhido como poluente orgânico modelo por ser uma substância monoazo de cor laranja escura e solúvel em água comumente utilizada pelas indústrias têxteis. O processo de degradação do AM foi monitorado por espectroscopia de absorção na região UV-Vis, Eletroanálise e FTIR. Já para a quantificação da produção dos ácidos carboxílicos foi realizada Cromatografia Iônica. Os resultados mostraram que o reator empregado no presente trabalho apresentou resultados excelentes para degradação do composto orgânico, alcançando remoção de cor de 100% a partir 60 minutos de eletrólise para todas as condições estudadas. Os dados de FTIR comprovaram que houve a degradação do corante principalmente por não observarmos a presença do pico correspondente a ligação do grupo azo em 1422 cm -1. Nas mesmas condições para a degradação foi alcançada uma produção simultânea de H2 verde de aproximadamente 0.8 L. A produção de ácidos carboxílicos foi monitorada ao longo do tempo para as diferentes condições testadas, e observou-se que ocorreu uma produção seletiva de ácido malônico, o que abre a possibilidade de estudos futuros para aplicação do conceito de eletro-refinaria por meio desses resíduos. O modelo mostrou uma boa aderência aos dados experimentais, confirmando que o mesmo pode descrever e predizer a produção em diferentes condições de operação.