Corrosão ácida do ferro fundido cinzento e do aço visando a produção de hidrogênio

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i4.27054

Palavras-chave:

Velocidade de corrosão; Método gravimétrico; Ácido clorídrico; Ácido sulfúrico.

Resumo

As ligas metálicas são os produtos mais utilizados nas tarefas do dia-a-dia, sendo que diariamente são descartados milhares de toneladas no meio ambiente. Pelo estudo de processos de corrosão de metais, é possível propor aplicações para materiais metálicos inutilizados, empregando-se oxidação em meio ácido, e gerando-se hidrogênio. Com isso, o objetivo desse trabalho é avaliar a corrosão ácida de metais, reaproveitados, para a produção de hidrogênio. A metodologia utilizada foi a  corrosão realizada com aço e ferro fundido cinzento, provenientes de sucatas automotivas, variando-se e combinando-se o material metálico, os tipos de ácidos (Sulfúrico e Clorídrico) e o tempo de reação, construindo-se a curva de corrosão do material. Para a quantificação dos teores de Fe, foi empregada a espectrometria de absorção atômica com chama. Nos resultados foi apresentada a influência de ácidos e metais, com propriedades e composições químicas distintas, na velocidade de corrosão e consequentemente na perda de material. Foram justificados com base na literatura, os possíveis fatores que são significativos na reação que fizeram com que ocorressem comportamentos inesperados nos resultados, como a maior perda de massa do metal quando imerso em ácido com menor molaridade. Como considerações finais, verificou-se que é possível prosseguir com pesquisas que visem a produção de hidrogênio a partir da corrosão de metais residuais, de forma a minimizar problemas ambientais, gerando uma nova fonte de energia.

Referências

Coronel-García, M. A., Salazar-Barrera, J. G., Malpica-Maldonado, J. J., Martínez-Salazar, A. L., & Melo-Banda, J. A. (2020). Hydrogen production by aluminum corrosion in aqueous hydrochloric acid solution promoted by sodium molybdate dihydrate. International Journal of Hydrogen Energy, 45(26), 13693–13701. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.01.122

Dincer, I. (2012). Green methods for hydrogen production. International Journal of Hydrogen Energy, 37(2), 1954–1971. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.03.173

Dincer, I., & Acar, C. (2014). Review and evaluation of hydrogen production methods for better sustainability. International Journal of Hydrogen Energy, 40(34), 11094–11111. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.12.035

Fernandes, D. M., Squissato, A. L., Lima, A. F., Richter, E. M., & Munoz, R. A. A. (2019). Corrosive character of Moringa oleifera Lam biodiesel exposed to carbon steel under simulated storage conditions. Renewable Energy, 139, 1263–1271. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.03.034

Gentil, V. (2012). Corrosão. Rio de Janeiro: LTC, 6 ª ed.

Jin, Z.; Xiong, C.; Zhao, T.; Du, Y.; Zhang, X.; Li, N.; Yu, Y. & Wang, P. (2022) Passivation and depassivation properties of Cr–Mo alloyed corrosion-resistant steel in simulated concrete pore solution. Cement and Concrete Composites, 126, 104375, ISSN 0958-9465, https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104375

Kochanek, E. (2021). The Energy Transition in the Visegrad Group Countries, Energies, 14, 2212. https://doi.org/10.3390/en14082212

Kong, L.; Li, L.; Liu, C.; Ma, P.; Bian, Y. & Ma, T. (2021). Techno-economic analysis of hydrogen energy for renewable energy power smoothing. International Journal of Hydrogen Energy, 46, 2847-2861.

Kuo, P. C., Illathukandy, B., Wu, W., & Chang, J. S. (2021). Energy, exergy, and environmental analyses of renewable hydrogen production through plasma gasification of microalgal biomass. Energy, 223, 120025. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120025

Labiapari, W. S., Ardila, M. A. N., Binder, C., Costa, H. L., & de Mello, J. D. B. (2019). Mechanical effects on the corrosion resistance of ferritic stainless steels during microabrasion-corrosion. Wear, 426–427, 1474–1481. https://doi.org/10.1016/j.wear.2018.12.057

Liang, J., Gao, L. J., Miao, N. N., Chai, Y. J., Wang, N., & Song, X. Q. (2016). Hydrogen generation by reaction of Al–M (M = Fe,Co,Ni) with water. Energy, 113, 282–287. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.07.013

Lu, Y., Khan, Z. A., Alvarez-Alvarado, M. S., Zhang, Y., Huang, Z., & Imran, M. (2020). A critical review of sustainable energy policies for the promotion of renewable energy sources. Sustainability (Switzerland), 12(12), 1–30. https://doi.org/10.3390/su12125078.

Maeda, T; Teixiera, L.; Caixeta, L.; Antonellli, R.; Pinto, C.;Dantas, S.; Silva, P.;Granato, A.;Fernandes, D.; Malpass, G. (2021). Feasibility of H2 production by acid corrosion using H2SiF6 and waste Fe sources. Química Nova, 1–10. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.21577/0100-4042.20170778.

Oliveira, A. R. (2012). Corrosão e Tratamento de Superfície. Belém: Escola Técnica Aberta do Brasil IFPA, 104p. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização em Corrosão).

Pereira, A.S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [e-book]. Santa Maria. Ed. UAB/NTE/UFSM. Disponível em: https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1. Acesso em: 5 abril 2020.

Reuß, M., Dimos, P., Aline, L., Grube, T., Robinius, M., & Stolten, D. (2021). Hydrogen Road Transport Analysis in the Energy System : A Case Study for Germany through 2050, Energies, 14, 3166. https://doi.org/ 10.3390/en14113166

Sato, N. (1990). An overview on the passivity of metals. Corrosion Science, v. 31, p. 1-19, ISSN 0010-938X, https://doi.org/10.1016/0010-938X(90)90086-K.

Serbino, E.M. (2005). Um estudo dos mecanismos de desgaste em disco de freio automotivo ventilado de ferro fundido cinzento perlítico com grafita lamelar. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, USP, 123p. Dissertação (Mestrado em Engenharia), São Paulo.

Kumar S. S., & Himabindu, V. (2019). Hydrogen production by PEM water electrolysis – A review. Materials Science for Energy Technologies, 2(3), 442–454. https://doi.org/10.1016/j.mset.2019.03.002

Xu, X., Liu, S., Smith, K., Cui, Y., & Wang, Z. (2020). An overview on corrosion of iron and steel components in reclaimed water supply systems and the mechanisms involved. In Journal of Cleaner Production (Vol. 276). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124079

Downloads

Publicado

13/03/2022

Como Citar

FERREIRA, P. O. B.; MAEDA, T. C.; LIMA, A. de F.; MALPASS , G. R. P. .; DANTAS, S. C. Corrosão ácida do ferro fundido cinzento e do aço visando a produção de hidrogênio. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 4, p. e14511427054, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i4.27054. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/27054. Acesso em: 18 jul. 2024.

Edição

Seção

Ciências Exatas e da Terra