Produção de H2 para Células de Combustível do tipo PEM via Corrosão Alcalina de Al: Influência da Concentração das Soluções

Resumo

As Células a Combustível de baixa temperatura do tipo membrana polimérica trocadora de prótons (PEMFC - Proton Exchange Membrane Fuel Cell) podem substituir baterias em diversas aplicações. A popularização do uso das PEMFCs está diretamente relacionada ao desenvolvimento de tecnologias de baixo custo, para produzir hidrogênio gasoso (H2) de elevada pureza. Recentemente, pesquisadores têm voltado sua atenção para produção de H2 via metais reativos em meio alcalino. Entre os diferentes tipos de metais, o alumínio (Al) pode ser considerado o mais promissor para geração de H2. O Al é um material leve, abundante e, para produção de H2, pode ser de origem reciclável. Neste trabalho é proposto um método de produção de H2 via corrosão do Al em diferentes concentrações de NaOH e KOH para utilização em Células a Combustível do tipo PEM. Os ensaios foram realizados colocando-se quantidades conhecidas de folhas de Al, para reagir com 5 mL de solução de cada base forte (KOH ou NaOH) nas concentrações de 1, 2, 3, 4 e 5 molL-1 em seringas invertidas de 20 mL, dispostas verticalmente em um banho termostatizado nas temperaturas de 25, 30, 35, 40 e 45ºC. O volume de H2 produzido era medido pelo deslocamento do êmbolo da seringa no tempo. Determinou-se as taxas das reações e os seus rendimentos. Foi verificado que a reação com KOH é mais lenta do que na presença de NaOH e também que produziu-se mais H2 na reação com NaOH. Em relação às taxas de reação, observou-se que com o tempo as reações ficam mais lentas devido ao consumo de Al. O rendimento do H2 tem uma leve tendência a aumentar com o aumento da concentração da solução. Os resultados demonstraram que é possível gerar H2 por meio da corrosão do Al em meio alcalino. A taxa de reação pode ser controlada pela concentração das soluções. A base atua como catalisador, não sendo consumida. Além disso, em termos econômicos, a técnica é vantajosa porque o Al pode ser de origem reciclável.