Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81835
Tipo: TCC
Título : Armazenamento de hidrogênio em zeólitas por adsorção: uma abordagem computacional baseada em simulação molecular e aprendizado de máquina
Autor : Aquino, Maria Salveline Pinheiro
Tutor: Gonçalves, Daniel Vasconcelos
Palabras clave en portugués brasileño: Hidrogênio;Zeólitas;Adsorção;Simulação molecular;Aprendizado de máquina
Palabras clave en inglés: Hydrogen;Zeolites;Adsorption;Molecular simulation;Machine learning
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Fecha de publicación : 2025
Citación : AQUINO, Maria Salveline Pinheiro. Armazenamento de hidrogênio em zeólitas por adsorção: uma abordagem computacional baseada em simulação molecular e aprendizado de máquina. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumen en portugués brasileño: O armazenamento eficiente de hidrogênio é um dos principais desafios na transição para uma matriz energética mais sustentável. Neste trabalho, investigou-se a adsorção de hidrogênio em zeólitas como alternativa para sua estocagem, empregando simulação molecular e aprendizado de máquina. Foram realizadas simulações de Monte Carlo no ensemble grande canônico para obter isotermas de adsorção a 298 K, seguidas pelo desenvolvimento de modelos preditivos de aprendizado supervisionado para correlacionar propriedades estruturais das zeólitas à sua capacidade adsortiva. Os resultados indicam que tanto zeólitas de poros pequenos quanto grandes podem apresentar bom desempenho, dependendo de fatores como densidade estrutural e acessibilidade dos poros. O modelo XGBoost demonstrou alta acurácia (R2 = 0,993), sendo utilizado para prever a adsorção em uma ampla gama de estruturas. As predições revelaram que cerca de 50% das zeólitas analisadas adsorvem entre 3 e 4 mol/kg a 35.000 kPa, com destaque para a zeólita IRR, que atingiu 7,04 mol/kg. A análise de similaridade mostrou que a densidade estrutural é um fator crítico para otimizar a adsorção. Os achados reforçam o potencial das zeólitas como materiais promissores para o armazenamento de hidrogênio e destacam o uso de modelagem computacional como ferramenta eficaz para acelerar a seleção de materiais viáveis para aplicações energéticas.
Abstract: Efficient hydrogen storage is one of the main challenges in transitioning to a more sustainable energy matrix. This study investigates hydrogen adsorption in zeolites as an alternative storage method, employing molecular simulation and machine learning. Grand Canonical Monte Carlo simulations were performed to obtain adsorption isotherms at 298 K, followed by the development of supervised learning models to correlate zeolite structural properties with their adsorption capacity. The results indicate that both small- and large-pore zeolites can exhibit good performance, depending on factors such as structural density and pore accessibility. The XGBoost model demonstrated high accuracy (R2 = 0.993) and was used to predict hydrogen adsorption across a wide range of structures. Predictions revealed that approximately 50% of the analyzed zeolites adsorb between 3 and 4 mol/kg at 35,000 kPa, with the IRR zeolite standing out, reaching 7.04 mol/kg. Similarity analysis showed that structural density is a key factor in optimizing adsorption. The findings reinforce the potential of zeolites as promising materials for hydrogen storage and highlight the effectiveness of computational modeling as a tool to accelerate the selection of viable materials for energy applications.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81835
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/0415335456368915
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0003-4286-8169
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/7642194279500589
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: ENGENHARIA QUÍMICA - Monografias

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción Tamaño Formato  
2025_tcc_mspaquino.pdf2,71 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.