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Type: TCC
Title: Geração de hidrogênio em materiais metálicos por cronoamperometria: avaliação energética e econômica
Authors: Silva Filho, Wilson Sales
Advisor: Florez, Mauro Andres Cerra
Keywords in Brazilian Portuguese : Hidrogenação eletrolítica;Cronoamperometria;Produção de hidrogênio;Eficiência energética;Materiais metálicos
Keywords in English : Electrolytic hydrogenation;Chronoamperometry;Hydrogen production;Energy efficiency;Metallic materials
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Issue Date: 2025
Citation: SILVA FILHO. Wilson Sales. Geração de hidrogênio em materiais metálicos por cronoamperometria: avaliação energética e econômica. 2025.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Energias Renováveis) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: A produção de hidrogênio molecular por processos eletroquímicos tem se destacado como uma alternativa estratégica diante da crescente demanda por soluções energéticas limpas e sustentáveis. Este trabalho teve como objetivo investigar a geração de hidrogênio por hidrogenação eletrolítica utilizando a técnica de cronoamperometria em solução de NaCl 3,5% (m/v), avaliando a influência do tempo de ensaio (1h e 3h) sobre a eficiência eletroquímica e o consumo energético de diferentes materiais metálicos. A motivação central do estudo está relacionada à necessidade de selecionar materiais mais eficientes e economicamente viáveis para aplicação em processos industriais de eletrólise, especialmente em regiões com ampla presença de fontes renováveis na matriz elétrica, como no Nordeste brasileiro. Os ensaios experimentais foram conduzidos exclusivamente com a liga de alumínio-silício AISI 360.X, cujos resultados foram comparados a dados prévios obtidos sob as mesmas condições para aços carbono, inoxidáveis, maraging e especiais. A produção de hidrogênio foi quantificada pela Lei de Faraday, com normalização dos dados por resistência elétrica para garantir comparações justas. A AISI 360.X apresentou a maior produção específica de hidrogênio e o menor custo por cm2, mesmo com o maior consumo energético, destacando-se como uma das opções mais competitivas tecnicamente e economicamente. Outros materiais, como os aços carbono, também apresentaram desempenho favorável quando analisados sob o aspecto do custo- benefício. Os resultados reforçam a importância da composição química, da condutividade elétrica e da microestrutura na seleção de materiais para tecnologias de geração de hidrogênio.
Abstract: The production of molecular hydrogen through electrochemical processes has emerged as a strategic alternative in response to the growing demand for clean and sustainable energy solutions. This study aimed to investigate hydrogen generation via electrolytic hydrogenation using the chronoamperometry technique in a 3.5% (w/v) NaCl solution, assessing the influence of test duration (1h and 3h) on the electrochemical efficiency and energy consumption of different metallic materials. The core motivation lies in the need to identify more efficient and economically viable materials for industrial electrolysis applications, especially in regions with a strong presence of renewable energy sources in the power grid, such as in northeastern Brazil. The experimental procedures were conducted exclusively with the aluminum-silicon alloy AISI 360.X, and the results were compared with previously obtained data for carbon steels, stainless steels, maraging steels, and special alloys, under identical electrochemical conditions. Hydrogen production was quantified using Faraday’s Law, and the data were normalized based on electrical resistance to ensure fair comparisons. The AISI 360.X alloy showed the highest specific hydrogen production and the lowest cost per cm2, despite its higher energy consumption, standing out as one of the most technically and economically competitive options. Other materials, such as carbon steels, also exhibited favorable performance when evaluated from a cost-benefit perspective. The results highlight the importance of chemical composition, electrical conductivity, and microstructure in selecting materials for hydrogen generation technologies.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83160
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0269540337426001
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3058514456067923
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA DE ENERGIAS RENOVÁVEIS - Monografias

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