Química Verde: Produção de Hidrogênio em Célula de Hoffman
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Data
2013-07-03
Autores
Duarte Junior, Roque Martins
Botton, Janine Padilha
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Resumo
Com o aumento da preocupa ̧c ̃ao mundial em rela ̧c ̃ao aos efeitos do uso cont ́ ınuo dos com-
bust ́ ıveis f ́osseis e o aumento da demanda energ ́etica populacional buscam-se novas alternativas
́ nesse novo cen ́ario mundial que a produ ̧c ̃
energ ́eticas que sejam limpas e renov ́aveis. E
ao de
hidrogˆenio via eletr ́olise da ́agua se destaca. O hidrogˆenio foi identificado como uma fonte poten-
cial de combust ́ ıvel, desde o s ́eculo XIX, com baixo peso molecular, possui a maior quantidade
de energia por unidade de massa que qualquer outro combust ́ ıvel conhecido. Destaca-se que
sua queima com oxigˆenio puro n ̃ao produz poluentes somente ́
agua e calor. Os usos atuais do
hidrogˆenio se restringem a processos industriais e combust ́ ıvel para foguetes. E para que seu uso
seja abrangente em outras ́areas como, por exemplo, gera ̧c ̃ao de eletricidade e combust ́ ıvel de
autom ́oveis s ̃ao necess ́arias que mais pesquisas sejam realizadas. Esse trabalho procurou uma
forma vi ́avel de obter o hidrogˆenio via eletr ́
olise da ́
agua, testando diferentes eletrodos em dife-
rentes concentra ̧c ̃oes de eletr ́olito. Foram testados os eletrodos de Pal ́adio (Pd), Platina (Pt) e
Prata (Ag), todos com pureza de 99,999%, nas diferentes concentra ̧c ̃oes do eletr ́
olito aquoso de
KOH (hidr ́oxido de Pot ́assio) 5,0%, 10,0%, 15,0% e 20,0% em massa para o eletrodo de Platina.
Para compara ̧c ̃ao com os demais eletrodos foi empregada somente a concentra ̧c ̃
ao de 20,0% em
massa. A a ́ rea exposta do eletrodo de trabalho para os trˆes eletrodos foi de 43,96 mm2. A
produ ̧c ̃ao de hidrogˆenio foi realizada em uma c ́elula de Hoffmann, a qual cont ́em o eletr ́olito
com trˆes eletrodos, o eletrodo de trabalho, o contraeletrodo e o de referˆencia. O hidrogˆenio ́e
produzido no c ́atodo (ou eletrodo de trabalho) e no ˆ
anodo (ou contraeletrodo), o oxigˆenio. O
m ́etodo eletroqu ́ ımico utilizado foi a cronoamperometria, o qual consiste na aplica ̧c ̃
ao de uma
tens ̃ao (diferen ̧ca de potencial) sobre sistema e ent ̃ao o sistema produz uma corrente de el ́etrica
que ́e lida pelo equipamento chamado potenciostato PGSTAT302 da marca Autolab. As tens ̃
oes
trabalhadas foram -1,0; -1,3; -1,7 e -2,0 V. A proposta inicial do projeto era testar l ́ ıquidos iˆonicos
como eletr ́
olitos, por ́em, os testes iniciais consistiram no teste do eletr ́olito alcalino hidr ́
oxido de
pot ́assio, para posterior compara ̧c ̃ao com os l ́ ıquidos iˆonicos. Com os testes, pode-se concluir que
a medida que ́e trabalhado com maiores concentra ̧c ̃oes do eletr ́olito, a produ ̧c ̃ao de hidrogˆenio ́e
`
maior. O mesmo ocorre com o aumento das tens ̃oes, pois quanto maior a diferen ̧ca de potencial
aplicada no sistema (energia gasta nele), obt ́em-se maior produ ̧c ̃
ao de hidrogˆenio. Os valores de
corrente obtidos variaram de - 6,0 a - 490 mA. Sendo que a maior faixa de corrente obtida foi
de - 490 mA na concentra ̧c ̃ao de 20,0% em massa de KOH, na tens ̃ao -2,0 V em temperatura
ambiente com o eletrodo de Pd.
Descrição
Anais do II Encontro de Iniciação Científica e de Extensão da Unila - Sessão de Química - 03/07/13 – 13h30 às 18h30 - Unila-PTI - Bloco 03 – Espaço 03 – Sala 02
Palavras-chave
Eletrólise da água, Cronoamperometria