Menu



Exportar registro bibliográfico

Metrics:

Tese

Máquinas ácido-base e dispositivos de energia azul (2020)

  • Authors:
  • Autor USP: LIMA, GILBERTO DE - FFCLRP
  • Unidade: FFCLRP
  • Sigla do Departamento: 593
  • DOI: 10.11606/T.59.2020.tde-15062020-144612
  • Subjects: ENERGIA; ELETROQUÍMICA; DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL; ÁGUAS RESIDUÁRIAS
  • Keywords: Acid-base machines; Armazenamento de energia; Blue energy; Eletrodos de inserção; Energia azul; Insertion electrodes; Máquinas ácido-base; Storage energy
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Neste trabalho, são investigados sistemas eletroquímicos denominados máquinas ácido-base e dispositivos de energia azul. Estes sistemas fornecem trabalho elétrico devido ao gradiente de íons alcalinos e prótons associados à neutralização de soluções ácidas ou à mistura de soluções. O princípio de trabalho destas máquinas inclui etapas que operam entre um reservatório ácido e um básico (ou um reservatório concentrado e diluído) para produzir energia em ciclos, compreendendo duas etapas isotérmicas de inserção/desinserção iônica e duas etapas de injeção de ácido ou base (ou ainda água do mar e água do rio). Com base na energia livre de mistura (principalmente em entropia), desenvolvemos um formalismo termodinâmico e, também, um modelo eletroquímico no domínio da frequência fazendo uma expansão em série de Maclaurin acoplando o mecanismo de reação e o transporte de massa em uma mesma função de transferência, considerando processos eletroquímicos para determinar a energia dissipada, trabalho máximo, trabalho prático, aumento de potencial e a eficiência destes dispositivos para diferentes combinações de concentração iônica em solução. Além disso, a adição de uma etapa de foto-oxidação da água sob luz UV-visível pôde aumentar o trabalho fornecido pela máquina combinando a energia entrópica do gradiente iônico com a energia solar. Assim, investigou-se a inserção iônica em matrizes hospedeiras constituídas por análogos do azul da Prússia e polioxometalatos em meios com diferentesconcentrações iônicas e condições eletroquímicas. Uma configuração da máquina ácido-base usada como prova-de-conceito utilizando eletrodos de filmes finos permitiu obter 26,4 kJ por mol de íons eletro-inseridos e visando a aplicação destes dispositivos, eletrodos com maior injeção de carga também foram investigados, fornecendo 10,6 kJ mol-1 para a máquina em outra configuração. A inclusão da etapa de fotooxidação em uma diferente configuração da máquina ácido-base permitiu a obtenção de 121,3 kJ por mol de íon eletro-inserido. Esses resultados demonstram que a metodologia desenvolvida nesta tese pode ser viável e incentivar a preservação ambiental e o crescimento sustentável, uma vez que pode fornecer energia a partir do tratamento de águas residuais ácidas, por exemplo, ao mesmo tempo que pode ser rentável para o setor industrial, que em geral produz grandes quantidades de águas residuais ácidas
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 24.04.2020
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.59.2020.tde-15062020-144612 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      LIMA, Gilberto de. Máquinas ácido-base e dispositivos de energia azul. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-15062020-144612/. Acesso em: 23 abr. 2024.

    • APA

      Lima, G. de. (2020). Máquinas ácido-base e dispositivos de energia azul (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-15062020-144612/

    • NLM

      Lima G de. Máquinas ácido-base e dispositivos de energia azul [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-15062020-144612/

    • Vancouver

      Lima G de. Máquinas ácido-base e dispositivos de energia azul [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-15062020-144612/

    Últimas obras dos mesmos autores vinculados com a USP cadastradas na BDPI:

Digital Library of Intellectual Production of Universidade de São Paulo     2012 - 2024