Captura de CO2 por materiais híbridos sob potencial elétrico
| dc.contributor.advisor | Siqueira, Leonardo José Amaral de [UNIFESP] | |
| dc.contributor.advisor-co | Pereira, Rafael Guimarães | |
| dc.contributor.advisor-coLattes | http://lattes.cnpq.br/6008384043076845 | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/4334197942669791 | |
| dc.contributor.author | Valente, Victor Oliveira [UNIFESP] | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5451564881059960 | |
| dc.coverage.spatial | Diadema | |
| dc.date.accessioned | 2024-06-28T15:39:24Z | |
| dc.date.available | 2024-06-28T15:39:24Z | |
| dc.date.issued | 2024-06-03 | |
| dc.description.abstract | O uso de combustíveis fósseis para geração de energia tem como consequência a alta emissão de gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO2), que agrava o aquecimento global antropogênico, e devido ao alto consumo de energia da sociedade, essa fonte de energia não será facilmente substituída. Dentro deste contexto, desenvolver tecnologias para reduzir a emissão de gases estufa é cada vez mais necessário, uma dessas tecnologias que está ganhando mais espaço é a captura de CO2. Líquidos iônicos apresentam propriedades promissoras para diversas aplicações, incluindo uma ótima capacidade de solubilizar gases, como o CO2. Neste trabalho foram realizadas simulações computacionais pelo método de dinâmica molecular em sistemas contendo um material híbrido formado por um líquido iônico confinado em um eletrodo poroso de carbono com a aplicação de potencial elétrico, e o gás CO2 ao redor deste material híbrido. A partir das configurações geradas pelas simulações, realizamos a caracterização estrutural das moléculas do sistema (líquido iônico, e CO2), e a evolução temporal deste sistema. Além disso, avaliamos a capacidade absorvedora de CO2 deste sistema utilizando seis líquidos iônicos, quatro deles são formados pelo ânion bis(trifluorometilsulfonil)imida [NTf2] e pelos cátions butiltrimetilamônio [N4111], (2metóxietil)etilmetilsulfônio [S12g1], (metóxietil)trietilfosfônio [P222,O1], e 1etil3metilimidazólio [EMIM]. Os dois restantes são o tetrafluorborato de 1etil3metilimidazólio [EMIM][BF4], e dicianamida de 1nbutil3metilimidazólio [BMI][DCA]. Foi realizada a caracterização termodinâmica destes líquidos em relação à absorção de CO2, também foram feitas comparações entre o sistema sem carga e com carga de 2V nos eletrodos, e demonstrações sobre os fatores que afetam a absorção de CO2 nos sistemas avaliados. Foi possível concluir que a aplicação de voltagem causa a movimentação das moléculas de cada líquido iônico, e as consequências deste movimento em relação a absorção de CO2 variam dependendo das moléculas constituintes, como por exemplo em sistemas com o ânion [NTf2], que tem forte interação com o gás, a absorção de CO2 pelo líquido foi favorecida em eletrodos positivos, em detrimento da absorção no eletrodo negativo, também foi visto que a entrada do gás no líquido é influenciada pela mobilidade iônica e volume livre dentro dos poros. | |
| dc.description.abstract | The use of fossil fuels for energy generation results in the high emission of greenhouse gases, such as carbon dioxide (CO2). The emission of these gases aggravates anthropogenic global warming, and due to society's high energy consumption, this energy source will not be easily replaced. In this context, developing technologies to reduce greenhouse gas emissions is becoming increasingly necessary, and one such technology that has been getting a lot of attention is CO2 capture. Ionic liquids have promising properties for various applications, including an excellent ability to solubilize gases such as CO2. In this work, computer simulations were carried out using the molecular dynamics method on systems containing a hybrid material formed by an ionic liquid confined in a porous carbon electrode with the application of an electrical potential, and the CO2 gas around this hybrid material. Based on the configurations generated by the simulations, we carried out the structural characterization of the molecules in the system (ionic liquid and CO2), and the temporal evolution of this system. In addition, we evaluated the CO2 absorption capacity of this system using six ionic liquids, four of which are formed by the bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion [NTf2] and the butyltrimethylammonium cations [N4111], (2methoxyethyl)ethylmethylsulfonium [S12g1], (methoxyethyl)triethylphosphonium [P222,O1], and 1ethyl3methylimidazolium [EMIM]. The remaining two are 1ethyl3methylimidazolium tetrafluorborate [EMIM][BF4], and 1nbutyl3methylimidazolium dicyanamide [BMI][DCA]. The thermodynamic characterization of these liquids in relation to CO2 absorption was carried out, comparisons were also made between the system without charge and with a 2V charge on the electrodes, and demonstrations were made on the factors that affect CO2 absorption in the systems evaluated. It was possible to conclude that the application of voltage causes the movement of the molecules of each ionic liquid, and the consequences of this movement in relation to the absorption of CO2 vary depending on the constituent molecules, as for example in systems with the anion [NTf2], which has a strong interaction with the gas, the absorption of CO2 by the liquid was favored at positive electrodes, to the detriment of absorption at the negative electrode, it was also seen that the entry of gas into the liquid is influenced by ionic mobility and free volume within the pores. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorship | Outra | |
| dc.description.sponsorshipID | FAPES: 2020/07715-9 | |
| dc.description.sponsorshipID | FUSP: 3273 | |
| dc.emailadvisor.custom | ljasiqueira@unifesp.br | |
| dc.format.extent | 47 f. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11600/71286 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Paulo | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/restrictedAccess | |
| dc.subject | Aquecimento global | |
| dc.subject | Dinâmica molecular | |
| dc.subject | Líquido iônico | |
| dc.subject | Materiais híbridos | |
| dc.subject | Captura de CO2 | |
| dc.subject | Global warming | |
| dc.subject | Molecular dynamics | |
| dc.subject | Ionic liquid | |
| dc.subject | Hybrid materials | |
| dc.subject | CO2 capture | |
| dc.title | Captura de CO2 por materiais híbridos sob potencial elétrico | |
| dc.title.alternative | CO2 capture by hybrid materials under electric potential | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |
| unifesp.campus | Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF) | |
| unifesp.graduacao | Química |