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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/4591
Tipo do documento: Dissertação
Title: Armazenamento de metano na forma adsorvida utilizando materiais porosos a base de carbono
Other Titles: Methane storage in the adsorbed form using porous materials based on carbon
Autor: Besinella, Geovanny Broetto 
Primeiro orientador: Alves , Helton José
Primeiro membro da banca: Alves, Helton José
Segundo membro da banca: Anaissi , Fauze Jaco
Terceiro membro da banca: Bariccatti , Reinaldo Aparecido
Resumo: Devido à diversas questões técnicas inerentes ao armazenamento do metano, atualmente dentre as tecnologias mais comumente empregadas destacam-se o GNL (gás natural liquefeito) e GNC (gás natural comprimido), as quais despendem de altas quantidades de energia, cilindros e equipamentos com materiais de altas resistência, por questões de segurança, fazendo com que estas tecnologias apresentem custos elevados. No entanto, nos últimos anos a tecnologia de armazenamento em materiais porosos, denominada de GNA (gás natural adsorvido) vem sendo estudada como uma alternativa às tecnologias mais estabelecidas, já que emprega menores quantidades de energia e cilindros construídos com materiais mais leves e baratos. O biogás e o biometano surge como uma fonte energética propicia para auxílio e desenvolvimento da tecnologia GNA, uma vez que potencial energético a partir de matérias primas renováveis essa fonte oferece e mitigação de gases causadores do efeitos estufa. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivoasíntese de materiais porosos a base de carbono, visando armazenamento de metanoà35 bar. A produção dos materiais adsorventes carbonáceos consistiu na síntese de carvões altamente porosos, os quais foram produzidos a partir de precursor de sacarose e template de sílica pirolisada, os quais foram submetidos à carbonização sob atmosfera inerte com rampa de aquecimento de 10 °Cmin-1 até a temperatura de 700°C, onde foi mantida por 1h, seguidos da lixiviação da sílica por meio de lavagem com solução de NaOH e ácido fluorídrico (HF). Visando avaliar o potencial dos materiais produzidos, realizou-se uma caracterização morfológica-textural e química dos mesmo. Desta forma, as amostras de carvão foram caracterizadas pelas técnicas de fisissorção de N2(BET), picnometria de gás Hélio, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de Raman, microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX), espectrometria de energia dispersiva (EDS), para a amostra de template foi empregada a análise de dispersão de luz dinâmica (DLS), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). As caracterizações indicaram um material de alta área superficial (786,3 m2 g-1) com elevado volume de poros (1,92cm³g-1), com grande conteúdo de microporos (0,37 cm³g-1)e mesoporos (1,55 cm³ g-1), e ainda de diâmetro médio de poros de 32 A. Análises de DRX e Raman apontam formação de material semicristalino semelhante ao óxido de grafeno. Os ensaios de adsorção de metano foram realizados a uma temperatura de 25 °C e até umapressão de35 bar, os ensaios alcançaram um aumento na capacidade de armazenamento em aproximadamente 67,59 V V-1, comparado com o cilindro vazio, 28,89 V V-1. Os ensaios de dessorção apresentaram 100%a 50ºC em tempos de entrega (delivery)inferioresa 20 min. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)- Código de financiamento 001.
Abstract: Due to the diverse technical issues inherent to the storage of methane, currently the most commonly used technologies are LNG (liquefied natural gas) and CNG (compressed natural gas), which waste high amounts of energy, cylinders and equipment with materials of high resistance, for security reasons, causing these technologies to present high costs.However, in the last years the technology of adsorption with porous materials (GNA) has been studied as an alternative to more established technologies, since it uses smaller amounts of energy and cylinders constructed with lighter and cheaper materials.Biogas and biomethane appear as an energetic source of support for the employment and development of GNA technology, as this source offers energy potential from renewable raw materials and mitigation of greenhouse gases.In this context, the present work has the objective of the synthesis of carbon-based porous materials, aiming the storage of methane at 35 bar.The production of carbonaceous adsorbent materials consisted of the synthesis of highly porous carbons, which were produced from sucrose precursor and pyrolysed silica template, which were subjected to carbonization under inert atmosphere with a heating ramp of 10 ° C min-1 to the temperature of 700 ° C, where it was maintained for 1 h, followed by silica leaching by washing with NaOH solution and hydrofluoric acid (HF).Aiming to evaluate the potential of the materials produced, a morphological-textural and chemical characterization of the same was carried out. In this way, the charcoal samples were characterized by N2 (BET), Helium gas pycnometry, scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray spectrometry (EDS), dynamic light scattering (DLS), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy were used for the templatesample.The characterization indicated a high surface area (786.3 m2 g -1) with high pore volume (1.92 cm 3 g -1), with a high content of micropores (0.37 cm 3 g -1) and mesopores ( 1.55 cm³ g-1), and also with a mean pore diameter of 32 A. Analysis of DRX and Raman indicate the formation of semicrystalline material similar to graphene oxide.Methane adsorption tests were performed at a temperature of 25 ° C and up to a pressure of 35 bar, the tests achieved an increase in storage capacity by approximately 67.59 V V-1 compared to the empty cylinder 28, 89 V V-1. The desorption experiments showed 100% at 50 ° C at delivery times of less than 20 min.This work was carried out with the support of the Coordination of Improve
Keywords: Adsorção
Sólidos porosos
Combustível veicular
Adsorption
Porous solids
Vehicular fuel
CNPq areas: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura
Campun: Cascavel
Citation: BASINELLA, Geovanny Broetto. Armazenamento de metano na forma adsorvida utilizando materiais porosos a base de carbono. 2019. 115 f. Dissertação( Mestrado em Engenharia de Energia na Agricultura) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4591
Issue Date: 22-Mar-2019
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia de Energia na Agricultura (CVL)

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