Eficiência da corrosão eletroquímica acelerada com ácido hexafluossilícico para produção de hidrogênio

O hidrogênio gasoso apresenta-se como um combustível viável e não poluente, já que sua combustão gera como produto apenas H2O (água), diferente dos hidrocarbonetos que quando em combustão liberam gases poluentes como dióxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, gás carbônico, entre outros poluentes. O sistema de células a combustível apresenta-se como uma importante alternativa para o setor energético, pois consiste na conversão química do hidrogênio em energia de forma limpa e eficiente. Assim, a busca por sistemas que gerem hidrogênio tem se destacado no meio científico nos últimos anos.

Os combustíveis alternativos não estão disponíveis em todos os lugares. Um local pode preferir etanol, outro pode ser dominado por biodiesel, gasolina ou metano. A maioria desses combustíveis requer uma tecnologia de motor diferente para uma operação eficiente. No entanto, o hidrogênio pode ser produzido a partir de todas essas matérias-primas, bem como muitas outras, tornando-se um combustível universal.

A reforma a vapor de hidrocarbonetos é o processo oxidativo mais utilizado para a produção de hidrogênio em larga escala. Nos processos biológicos, o hidrogênio é produzido a partir de fontes renováveis, biologicamente ou foto-biologicamente, pelos micro-organismos anaeróbicos e fotossintéticos, utilizando matérias-primas ricas em carboidratos e não-tóxicas.

Nos métodos eletroquímicos a reação química de oxirredução acontece devido a passagem de corrente elétrica, com liberação ou absorção de energia. As técnicas são divididas de acordo com a fonte de entrada de energia e da espontaneidade das reações. Algumas técnicas estudadas são: eletrólise, foto eletroquímica (PEC) e corrosão eletroquímica.

A corrosão pode ser definida como o processo de deterioração do material, na maioria das vezes metálico, devido à fatores químicos e eletroquímicos por ação do meio ambiente podendo ser em conjunto com esforços mecânicos. O método de corrosão eletroquímica pode ser utilizado para a geração de hidrogênio por meio de uma reação com ácido e metais, que consiste na redução do íon H+ gerando H2.

A corrosão eletroquímica será tanto mais intensa quanto menor o valor de pH, isto é, teores elevados de H+, e quanto maior a concentração de oxigênio no meio corrosivo. Além disso, em meios ácidos, os produtos de corrosão formados são sais solúveis, como cloretos e sulfatos, se os ácidos forem clorídrico e sulfúrico. Os fatores que influenciam na velocidade de corrosão são: o efeito do oxigênio dissolvido, o efeito do pH, o efeito da temperatura e o efeito de sais dissolvidos.

Um estudo utilizou aço carbono e ferro Armco, na produção de gás hidrogênio, como eletrodos no processo de eletrólise em ácido fórmico. O emprego dessas ligas como alternativa a platina para produção de gás hidrogênio é viável eletroquimicamente. A produção de gás hidrogênio foi superior à quantidade produzida pela platina em média de 30%. Além disso, esse emprego mostrou uma economia de aproximadamente 50%, quando comparado aos custos de energia do processo eletrolítico, quando se emprega a platina.

O emprego da técnica de produção de hidrogênio a partir da corrosão eletroquímica acelerada utilizando o ácido hexafluossilícico é eficiente, capaz de gerar hidrogênio de maneira simples, econômica e com baixo gasto de energia. Além de gerar grande quantidade de gás, esse processo promove o reaproveitamento de um subproduto da indústria de fertilizantes, com baixo valor comercial e de baixa utilidade, reutilizando-o na produção de um combustível extremamente promissor, através de uma reação espontânea.

As informações acima foram extraídas da dissertação de mestrado Produção de hidrogênio por corrosão eletroquímica acelerada utilizando o ácido hexafluossilícico, defendida por Camila Ferreira Pinto, no Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais, da Universidade Federal do Triângulo Mineiro, sob orientação do professor Geoffroy Roger Pointer Malpass.