Desenvolvimento e modelagem de reator de geração de hidrogênio a partir da oxidação do alumínio

Abstract

Resumo: O presente estudo trata da geração de hidrogênio a partir da reação química espontânea entre alumínio reciclado e hidróxido de sódio. O alumínio é um metal que apresenta alto valor exegético e pode ser reciclado várias vezes sem perder suas propriedades termomecânicas. Isso tornará a geração de hidrogênio um processo mais limpo e sustentável. Os estudos apresentados nesta dissertação demonstram que é possível predizer o comportamento cinético da reação utilizando dados obtidos pelo método condutométrico e os resultados são apresentados através de gráficos de condutividade elétrica vs tempo. Ao aplicar metodologia matemática aos dados experimentais, torna-se possível a confirmação da ordem da reação em estudo. Utilizando conceitos de cinética de reatores, termodinâmica e fenômenos de transporte relacionados à reação entre o alumínio sólido reciclado e o hidróxido de sódio foi desenvolvido um modelo matemático para o sistema de reação. Os conhecimentos adquiridos neste estudo contribuem para o desenvolvimento de um novo reator e, como consequência, um novo sistema de geração de hidrogênio industrial renovável e sustentável. Palavras-chave: Reator. Alumínio. Hidróxido de Sódio. Aluminato de Sódio. Hidrogênio.

Abstract: The present study addresses the hydrogen generation from the spontaneous reaction between recycled aluminum and sodium hydroxide. Aluminum is a metal that presents high exergetic value and can be recycled several times without losing its thermo-mechanical properties. It will make hydrogen generation a cleaner and sustainable process. The studies presented in this dissertation demonstrate that it is possible to predict the kinetic behavior of the reaction using data obtained by the conductometric method and the results are presented through graphs of electrical conductivity vs time. By applying mathematical methodology to the experimental data, it becomes possible to confirm the order of the reaction under study. Using concepts of kinetic of reactors, thermodynamics and transport phenomena related to the reaction between recycled solid aluminum and sodium hydroxide, a mathematical model for the reaction system has been developed. The knowledge acquired in this study contribute to the development of a new reactor and, as a consequence, a new renewable and sustainable industrial hydrogen generation system. Key-words: Reactor. Aluminum. Sodium Hydroxide. Sodium Aluminate. Hydrogen