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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-09122016-102952
Documento
Autor
Nome completo
Tiago Gonçalves Goto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2016
Orientador
Banca examinadora
Moreira, José Roberto Simões (Presidente)
Mourão, Marcelo Breda
Oliveira, Fábio Branco Vaz de
Título em português
Estudo experimental do processo de oxidação do ferro com vapor de água para a produção de gás hidrogênio.
Palavras-chave em português
Ciclos termoquímicos
Combustível solar
Ferro
Hidrogênio
Oxidação
Resumo em português
Neste trabalho, foi estudado a oxidação do ferro com vapor d'água em forno elétrico, para a produção de gás hidrogênio. Partindo-se da revisão bibliográfica, escolheu-se o ferro devido suas propriedades e por apresentar um bom rendimento, além disso o ferro é um material barato e abundante. Na estudo experimental foi três experimentos diferentes. No primeiro, o ferro foi oxidado em forno elétrico em temperaturas de 600 a 1000ºC, variando a cada 100ºC, e tempo fixado em 3 horas. Na segunda série de experimento, foi fixado a temperatura em 800ºC e variou a duração do processo de oxidação de 1 a 4 horas, com variação de 1 hora. E na terceira série de experimentos foi realizado a análise termogravimétrica para avaliação da cinética química do processo de oxidação. Os resultados dos experimentos indicaram a produção de gás hidrogênio em quantidades maiores em temperatura de 1000ºC. Além disso foi possível observar que a taxa de oxidação do ferro é maior durante a primeira hora de ensaio. A estimativa de hidrogênio produzido é de 0,9549 g/min -m2 em oxidação a 1000ºC. Já nos resultados da termogravimetria foi obtido a energia de ativação de 147 kJ/mol.
Título em inglês
Experimental study of iron oxidation process with water vapor to produce hydrogen gas11.
Palavras-chave em inglês
Hydrogen
Iron oxidation
Solar fuel
Thermochemical cycle
Resumo em inglês
In this work was studied the oxidation of iron by steam in the electric furnace to produce hydrogen. The first step was the literature review and iron oxide was chose to be oxidized, due to its characteristics and good yield. Furthermore, the iron is a cheap and abundant in the earth. In the experimental studies was conducted three different experiments. The First one, the iron was oxidized in the electric furnace in the temperature range of 600 - 1000ºC with a variation of 100ºC and the oxidation time was fixed in 3 hours. The second experiment was conducted with fixed temperature of 800ºC and varied the oxidation time, the range of time was from 1 to 4 hours with a variation of 1 hour. The third experiment was the thermogravimetric analysis to study the chemical kinetics, with three different temperature, 600, 800 and 1000ºC. The result of studies showed that a high temperature the hydrogen production increased and decreased with low temperature. Furthermore, the high oxidation rate was observed in the first hour of the experiment. The hydrogen production was estimated in 0.9549 g/min - m2 at 1000ºC. Another result was the activation energy Ea= 147 kJ/mol.
 
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Data de Publicação
2016-12-09
 
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