Campo DC | Valor | Idioma |
dc.creator | Marcelino, Marcela Magalhães | - |
dc.date.accessioned | 2024-06-14T00:30:32Z | - |
dc.date.available | 2024-06-13 | - |
dc.date.available | 2024-06-14T00:30:32Z | - |
dc.date.issued | 2024-04-05 | - |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39415 | - |
dc.description.abstract | The utilisation of residual solid biomass for energy generation and intermediate compounds has
sparked industry interest due to societal and governmental pressures regarding global climate
issues. In Brazil, coconut husk, especially the endocarp, is an abundant residual biomass with
significant potential for energy utilization. Among various thermochemical conversion routes
for biomass, Supercritical Water Gasification (SCWG) stands out, converting biomass into
synthesis gas with higher H2 concentration and low tar and coal content. This technology is
relatively understudied in the literature. To enhance SCWG efficiency, an alternative is the
impregnation of biomass with nanocatalysts. This thesis investigated a nanostructured nickelbased catalyst impregnated into coconut endocarp for its gasification using supercritical water
(T > 375°C and P > 22.1 MPa) as a reactive medium. The Box-Behnken experimental design,
following the Response Surface Methodology (RSM), was chosen for planning the SCWG tests
on coconut husks. The effects of the following variables on the efficiency and yield of the
gasification process were evaluated: temperature (400, 450, and 500°C), residence time (20, 40,
and 60 minutes), and biomass concentration (20, 25, and 30%). Additionally, the characteristics
of gas, liquid, and solid products were also analysed. The impact of the presence and
concentration of the catalyst on the efficiency and yield of supercritical water gasification of
biomass was particularly assessed. From the characterization of biomass impregnated with
nickel salt solutions at concentrations of 1 Molar (1M) and 2 Molar (2M), it was observed that
nickel was present at 1.6 and 5.6 wt%, with particle sizes of 7.2 and 13.5 nm. Through the
application of RSM, it was observed that temperature had the greatest effect on the composition
of the gas product. The higher nickel concentration in the 2M sample resulted in higher H2
content (15.2 mol%), process efficiencies, and the transition of nickel ions to the form of
nanoparticles (Ni(0)). Additionally, the chemical composition of the liquid product
demonstrated the significant ability of nickel to promote lignin decomposition into phenol,
facilitating the hydrogenation reaction of phenol and subsequent gas production. This thesis
generated a new knowledge in the promising field of the SCWG process by impregnating a
nickel nanocatalyst into coconut biomass, aiming to increase the efficiency of its conversion
into synthesis gas, with a focus on obtaining a higher concentration of renewable hydrogen. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Endocarpo da casca de coco | pt_BR |
dc.subject | Gaseificação em água supercrítica | pt_BR |
dc.subject | Nanocatalisadores | pt_BR |
dc.subject | Níquel | pt_BR |
dc.subject.other | coconut husk | pt_BR |
dc.subject.other | supercritical water gasification | pt_BR |
dc.subject.other | nanocatalysts | pt_BR |
dc.subject.other | nickel | pt_BR |
dc.title | Gaseificação do endocarpo do coco da baía usando água supercrítica e nanocatalisador à base de níquel | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |
dc.contributor.referees | Melo, Silvio Alexandre Beisl de | - |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial (PEI) | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFBA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Torres, Ednildo Andrade | - |
dc.contributor.advisor2 | Melo, Silvio Alexandre Beisl Vieira de | - |
dc.contributor.referee1 | Lora, Electo Eduardo Silva | - |
dc.contributor.referee2 | Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini | - |
dc.contributor.referee3 | Macêdo, Emanuel Negrão | - |
dc.contributor.referee4 | Fiuza Júnior, Raildo Alves | - |
dc.contributor.referee5 | Torres, Ednildo Andrade | - |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0783488783976877 | pt_BR |
dc.description.resumo | O aproveitamento da biomassa sólida residual para geração de energia e compostos
intermediários tem despertado o interesse da indústria em função das pressões da sociedade e
dos órgãos governamentais quanto às questões climáticas em todo o mundo. No Brasil, a casca
de coco, sobretudo o endocarpo, é uma biomassa residual abundante e com potencial
significativo para aproveitamento energético. Entre as diversas rotas de conversão
termoquímica da biomassa, destaca-se a tecnologia de gaseificação em água supercrítica
(SCWG, do inglês Supercritical Water Gasification) para conversão da biomassa em gás de
síntese com maior concentração de H2 e baixos teores de alcatrão e carvão, relativamente pouco
estudada na literatura. Para aumentar a eficiência da SCWG, uma alternativa é a impregnação
da biomassa com nanocatalisadores. A presente tese investigou o uso de um catalisador
nanoestruturado à base de níquel, impregnado ao endocarpo do coco, para a sua gaseificação
usando a água supercrítica ( T > 375 oC e P > 22,1 MPa) como meio reacional. O planejamento
de experimentos de Box-Behnken, seguindo o Método da Superfície de Resposta (MSR), foi a
abordagem escolhida para o desenvolvimento dos testes experimentais de SCWG do endocarpo
da casca de coco. Avaliou-se o efeito das seguintes variáveis na eficiência e rendimento do
processo de gaseificação: temperatura (400, 450 e 500°C), tempo de residência (20, 40 e 60
min) e concentração de alimentação de biomassa (20, 25 e 30%). Além disso, características
dos produtos gasoso, líquido e sólido também foram analisadas. O impacto da presença e
concentração do catalisador na eficiência e rendimento da gaseificação da biomassa em água
supercrítica foi especialmente avaliado. A partir das etapas de caracterização das biomassas
impregnadas em soluções salinas de níquel, com concentrações 1 Molar (1M) e 2 Molar (2M),
constatou-se a presença de níquel em 1,6 e 5,6% em massa , com tamanhos de partículas de 7,2
e 13,5 nm. Através da aplicação da MSR, observou-se que a temperatura foi a variável de maior
efeito na composição do produto gasoso. A maior concentração de níquel na amostra 2M
propiciou a obtenção de maiores teores de H2 (15,2 mol%), eficiências de processo, e transição
dos íons de níquel para a forma de nanopartículas (Ni(0)). Além disso, a composição química
do produto líquido evidenciou a capacidade significativa do níquel em promover a
decomposição da lignina em fenol, facilitando a reação de hidrogenação do fenol e subsequente
produção de gás. A presente tese gerou um novo conhecimento à área promissora do processo
SCWG, com a impregnação de um nanocatalisador de níquel na biomassa de coco, visando
aumentar eficiência da sua conversão em gás de síntese, priorizando a obtenção de maior
concentração de hidrogênio renovável. | pt_BR |
dc.publisher.department | Escola Politécnica | pt_BR |
dc.type.degree | Doutorado | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Tese (PEI)
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