Dissertação/Tese NATALIA CORTEZ MACIEL - PPGQ

A produção de hidrogênio através da hidrólise de magnésio é um método simples, sustentável, atóxico e pode ser usado como forma de reciclar magnésio metálico e suas ligas. Entretanto, durante o processo, forma hidróxido de magnésio em forma de película na superfície, interrompendo a reação, sendo fundamental a dissolução dessa camada e/ou aumento da superfície da área de contato do material com a solução. Este projeto investigou-se o uso de dois tipos de lima para criar limalhas de magnésio e também da liga ZK60, visando um aumento significativo da relação área superficial/volume e diminuição do tamanho de grão sem a necessidade de atmosfera controlada. Além disso, propôs a solubilização da camada de hidróxido por meio de uso de ácidos orgânicos não tóxicos, como ácido cítrico e ácido acético em baixas concentrações, preparados com água do mar simulada (3,5% em massa de NaCl) e destilada. Para a medição do volume de hidrogênio gerado foi projetado um setup e os resultados obtidos foram promissores, com o rendimento de conversão de magnésio em hidrogênio em cerca de 95% com 3,8% de ácido cítrico e 2,5% de ácido acético em até oito minutos. As soluções de ácidos não tiveram influência do uso da água do mar simulada, além da variação das limas utilizadas também não influenciarem na cinética da reação, sendo a lima enxada a mais ideal devido ao menor tempo de preparação. Portanto o método de processamento por limagem foi eficaz para a produção eficiente de hidrogênio através da reciclagem de magnésio e suas ligas a partir das limalhas.

The production of hydrogen through the hydrolysis of magnesium is a simple, sustainable, non-toxic method that can be used to recycle metallic magnesium and its alloys. However, during the process, magnesium hydroxide forms as a film on the surface, interrupting the reaction, making it essential to dissolve this layer and/or increase the contact surface area of the material with the solution. This project investigated the use of two types of files to create magnesium chips, as well as the ZK60 alloy, aiming for a significant increase in the surface area-to-volume ratio and a reduction in grain size without the need for a controlled atmosphere. Additionally, the project proposed the dissolution of the hydroxide layer using non-toxic organic acids, such as citric acid and acetic acid in low concentrations, prepared with simulated seawater (3.5% by mass NaCl) and distilled water. A setup was designed to measure the volume of hydrogen generated, and the results were promising, with a magnesium-to- hydrogen conversion yield of about 95% with 3.8% citric acid and 2.5% acetic acid in up to eight minutes. The acid solutions were not influenced by the use of simulated seawater, and the variation in the files used also did not affect the reaction kinetics, with the rasp file being the most ideal due to the shorter preparation time. Therefore, the filing processing method was effective for the efficient production of hydrogen through the recycling of magnesium and its alloys from chips.