Estudo da Geração de Hidrogênio com Resíduo de Erva-Mate

O hidrogênio é um vetor energético limpo e de alta densidade energética, capaz de substituir combustíveis fósseis e reduzir emissões de gases de efeito estufa. Especialmente quando produzido de forma sustentável, como no caso do hidrogênio verde obtido por eletrólise da água com uso de energias renováveis. Contudo, a eletrólise apresenta alto consumo energético e custos operacionais elevados, o que motiva pesquisas sobre estratégias para aumentar sua eficiência e reduzir despesas como: a utilização de eletrodos mais condutores, projetos de células mais eficiente e novos eletrólitos. Entre essas estratégias, destaca-se o uso de eletrólitos alternativos, capazes de aumentar a condutividade da água e reduzir a sobretensão de desprendimento de hidrogênio, assim como, aditivos provenientes de resíduos agroindustriais ricos em celulose. Este estudo investigou a aplicação de resíduos industriais de erva-mate abundantes na indústria ervateira, em eletrólise com ácido fórmico 3 mol/L. Soluções contendo 0,01%, 0,5% e 1% de massa de resíduo por massa de solução foram testadas em célula eletrolítica com eletrodo de trabalho sendo o aço inoxidável 254, contra eletrodo de platina e referência Ag/AgCl, para os ensaios de Potencial de Circuito Aberto, Polarização Potenciodinâmica Catódica e Cronoamperometria. Os resultados mostraram que a concentração de 0,5% reduziu a sobretensão em até 71 mV e apresentou o melhor custo-benefício, com custo de R$: 4,233×10⁻⁷ por unidade de área e rendimento 15% superior à amostra sem resíduo. Conclui-se que pequenas quantidades de resíduo de erva-mate, associadas ao ácido fórmico, geram efeito sinérgico, melhorando a eficiência e a viabilidade econômica da produção de hidrogênio verde e agregando valor a um subproduto agroindustrial.

Palavras-Chave: ácido fórmico; resíduos industriais; eletrólito; eletrólise.