Hidropirólise solar da microalga Chlamydomonas reinhardtii combinada com o precursor catalítico tipo Hidrotalcita

Solar Hydropyrolysis of Chlamydomonas Reinhardtii Microalgae Combined with Hydrotalcite-Type Catalytic Precursor

dc.contributorVieira, Luiz Gustavo Martins
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767723D6&tokenCaptchar=03AOLTBLQpjRfUYnL26w-4E6Ciqsye6JQ3KDRZErCSkh8GvEk5iUHS3D_9w4-OX6baCQDMf4Y8TWk_dQ8NlmSeBv_tDneGuyYNk7WrsnZTzJOyx8yFhD2YDTrEctHliahmUIhf0a4yuffg25dGoo1g5yWKhcNCis76-EfYu7wB6SYDD6jdxQUzNb5G7pVPGnQYpMQjUAgK3vYpNxySN9gacASMC4zsN8vTwFOlfapkdLnnQAJ7vOBD77z9ipm93bO_K1uuTyrLHuwxd7YFogBbxu3jzSyVOnNU8Nay8O5Jh4ZoaIzcN2QRkxehu-g_XTMoX5cWIdcVGDlvrwvjpnm5ONyNPy6HGfD1w-LEqtqOjS7PBjmkWz8a_PlDpcmP41myn3OKWsg1rsvwq4ApPinuzzsw9KOaflR1fw
dc.contributorBarrozo, Marcos Antonio de Souza
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787095J7&tokenCaptchar=03AOLTBLQoo_HXJ_ZUSiDTRbNf-W21DAJSUKwLmWw4HSAMa5tkbrHNFzYLUUNah54m33DJzyu20aOKDHyVN8UI9oRuGWQUDPImmno7T0DIqX3_QHcBCHFIbhaBjz32yhdev7StUul8oOeUefkH9Be-LB8BIZrXko5d8kUYZHVQiE_RiIggDuDp3KN3lcXoC3hnq_kiZT0-k4lbonI3JMLEBRWho6xYA8x0aTFvfDHuUOVsCq91mQM2yl6I4CJFgTfsDrOMucEJDEeCJpfH--JYEjM8-Cek2LeQlqTYHOQCqy-Z4hxQLyUw60TF9T_hgz2lG66iynCNaUIooHzZaVvHIlJFqN1DVOuCA2_TFc2qvyeTK_dF4DvznNUTdQDUiuU0f1eKcB68HDR20XI6_J0_bBieaMAEh2X8lg
dc.contributorSilva, Danylo de Oliveira
dc.contributorAtaide, Carlos Henrique
dc.contributorAndrade, Laiane Alves de
dc.creatorRossi, Raíssa Aparecida da Silveira
dc.date2020-02-17T17:15:12Z
dc.date2020-02-17T17:15:12Z
dc.date2020-02-11
dc.date.accessioned2023-09-28T21:12:02Z
dc.date.available2023-09-28T21:12:02Z
dc.identifierROSSI, Raíssa Aparecida da Silveira. Hidropirólise solar da microalga Chlamydomonas reinhardtii combinada com o precursor catalítico tipo Hidrotalcita. 2020. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em:http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2008
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28755
dc.identifierhttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2008
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9065788
dc.descriptionGlobal energy demand is raising over the years owing to the hefty global economic growth. As consequence, carbon emissions related to energy generation also expands and a prompt revolution in power sector capable to lead towards a renewable energy future is still necessary. Hydrogen production as well as solar pyrolysis are promising process, which could contribute to the advancement of a transition route driving to a sustainable global development. The consortium of different renewable energies is important in the technological development for energy production and storage. Hydrogen and bio-oil production from renewable sources such as photovoltaic, wind and solar concentrators can contribute to the change in the world energy matrix, which is currently composed mostly by fossil fuels. The introduction of hydrogen in the thermochemical process has been shown important in the reduction of unwanted oxygenated compounds in the liquid product obtained in the pyrolysis process. The present work combines different forms of renewable energies. The production of H2 through alkaline electrolysis, using sunlight as energy source, converted into electrical energy through a photovoltaic panel. The production of bio-oil through the thermochemical process of hydropyrolysis, which uses solar energy as a thermal source in the biomass degradation to produce bio-oil, implementing a complete prototype to harvest solar energy in two different ways. The present study aims to ascertain the yield and quality of the liquid portion produced out of ex situ catalytic solar hydropyrolysis (CSH) of Chlamydomonas reinhardtii microalgae using a precursor of hydrotalcite type (HTC), [M(1 x)2+ Mx3+(OH)2]•[An−]x/n•mH2O, as catalyst and H2 gas produced by aqueous alkaline solar electrolysis. The effects of catalyst percentage and reaction time in a hydrogen atmosphere were evaluated in relation to product yields and features. Products yields were quantified using gravimetry technique and the liquid chemical composition were characterized by GCMS. The results revealed that the CSH combined with a catalytic hydrotalcite bed was able to produce an average yield of 45.77%, reaching 48.83% in the optimal experimental condition found using the Differential Evolution technique. The hydrogen atmosphere contributed to the reduction of oxygenated compounds and the catalyst was able to reduce nitrogenous compounds and raise the hydrocarbon level in the liquid fraction. The best result related to the bio-oil composition presented 37% of hydrocarbons, 24% of nitrogenous compounds and 39% of oxygen content, showing that the solar hydropyrolysis of Chlamydomonas reinhardtii microalgae combined with the hydrotalcite precursor is a promising alternative for biofuel production. The obtained bio-oil also presented different chemical compounds that can be used as solvents and precursors in the synthesis of fine chemicals or medicines.
dc.descriptionCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.descriptionCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.descriptionFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.descriptionFAU - Fundação de Apoio Universitário
dc.descriptionDissertação (Mestrado)
dc.descriptionA demanda global de energia vem aumentando ao longo dos anos devido ao grande crescimento econômico global. Como consequência, as emissões de carbono relacionadas à geração de energia também se expandem e uma rápida revolução no setor de energia capaz de levar a um futuro de energia renovável ainda se faz necessária. A produção de hidrogênio e a pirólise solar são processos promissores, que podem contribuir para o avanço de uma rota de transição que leva a um desenvolvimento global sustentável. O consórcio de diferentes energias renováveis têm grande importância no desenvolvimento tecnológico para produção e armazenamento de energia. Produções de hidrogênio e bio-óleo através de fontes renováveis como energia fotovoltaica, eólica e por concentradores solares podem contribuir para a mudança da matriz energética mundial, que atualmente é composta em sua maior parte por combustíveis fósseis. A introdução de hidrogênio no processo termoquímico tem se apresentado importante na minoração de compostos oxigenados indesejados no produto líquido obtido no processo de pirólise. O presente trabalho combina diferentes formas de energias renováveis. A produção de H2 através de eletrólise alcalina, usando como fonte de energia a luz solar, convertida em energia elétrica através de um painel fotovoltaico. A produção de bio-óleo através do processo termoquímico de hidropirólise, que utiliza a energia solar como fonte térmica na degradação da biomassa para produção de bio-óleo, implementado um protótipo completo para aproveitar a energia solar de duas formas diferentes. O presente estudo teve como objetivo verificar o rendimento e a qualidade da fase líquida produzida a partir da hidropirólise solar catalítica (CSH) ex situ da microalga Chlamydomonas reinhardtii, usando um precursor catalítico tipo hidrotalcita (HTC), [M(1 x)2+ Mx3+(OH)2]•[An−]x/n•mH2O e gás H2 produzido por eletrólise solar alcalina. Os efeitos de diferentes porcentagens de catalisador, tempos de reação e aplicação de uma atmosfera de hidrogênio foram avaliados em relação ao rendimento do produto e às características da composição do bio-óleo. Os rendimentos dos produtos foram quantificados usando a técnica de gravimetria e a composição química líquida foi caracterizada por GCMS. Os resultados revelaram que a CSH combinada a um leito catalítico de hidrotalcita foi capaz de produzir um rendimento líquido de 45,77% em média, atingindo 48,83% na condição experimental ótima encontrada a partir da técnica da Evolução Diferencial. A atmosfera de hidrogênio contribuiu para redução de compostos oxigenados e o catalisador foi capaz de reduzir compostos nitrogenados e elevar o nível de hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos na fração líquida. O melhor resultado relacionado à composição do bio-óleo apresentou 37% de hidrocarbonetos, 24% de compostos nitrogenados e 39% de oxigenados, indicando que a hidropirólise solar da microalga Chlamydomonas reinhardtii combinada com o precursor do tipo hidrotalcita é uma promissora alternativa para produção de bio combustível. O bio óleo obtido também apresentou diferentes compostos químicos que podem ser utilizados como solventes e precursores na síntese de produtos químicos finos ou medicamentos.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBrasil
dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/
dc.subjectHidrogênio
dc.subjectEnergia solar
dc.subjectCatálise
dc.subjectProcesso termoquímico
dc.subjectBio-óleo
dc.subjectHydrogen
dc.subjectSolar energy
dc.subjectCatalysis
dc.subjectThermochemical process
dc.subjectBio-oil
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleHidropirólise solar da microalga Chlamydomonas reinhardtii combinada com o precursor catalítico tipo Hidrotalcita
dc.titleSolar Hydropyrolysis of Chlamydomonas Reinhardtii Microalgae Combined with Hydrotalcite-Type Catalytic Precursor
dc.typeDissertação


Este ítem pertenece a la siguiente institución