Potencial de Minérios de Ferro Naturais como Transportadores de Oxigênio para Conversão Energética de Baixo Carbono

Autores

  • Tiago Roberto Costa Instituto Federal do Rio Grande do Norte - IFRN Autor
  • Gineide Anjos Autor
  • Gislane Oliveira Autor
  • Rebecca Nascimento Autor
  • Rodolfo Medeiros Autor
  • Dulce Maria de Araújo Melo Autor
  • Renata Martins Braga Autor

Palavras-chave:

Transição energética, Chemical Looping, transportador de oxigênio, minério de ferro, reatividade redox.

Resumo

Este trabalho investiga a aplicação de minérios de ferro naturais como transportadores de oxigênio (TOs) em processos de Chemical Looping. Três amostras denominadas de FeRN, FeBA e FePA foram caracterizadas por DRX, FRX, TPR para avaliar suas fases cristalina, composição química e perfil de redução, respectivamente. Os testes de reatividade foram conduzidos em termobalança, utilizando CH₄ e H₂ como gases redutores e ar sintético como gás oxidante. Os resultados mostraram que todos os TOs apresentaram regeneração completa e estabilidade ao longo dos ciclos redox. A amostra FePA apresentou a maior capacidade de transporte de oxigênio (Roc = 5,16%), enquanto a FeRN demonstrou elevada conversão e cinética reacional com ambos os gases, mesmo contendo impurezas. O Rate Index foi utilizado como parâmetro comparativo, confirmando o melhor desempenho de FePA e FeRN. Os resultados indicam que minérios naturais podem ser alternativas promissoras, de baixo custo, para processos de conversão energética com baixa emissão de carbono.

Referências

[1] J. Adánez et al. Proce of the Comb Insti 37 (2019) 4303–4317. doi.org/10.1016/j.proci.2018.09.002.

[2] S. Daneshmand-Jahromi et al. Fuel 341 (2023) 127626. doi.org/10.1016/j.fuel.2023.127626.

[3] T.R. Costa et al. Fuel Proc Techn 178 (2018) 236–250. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.05.019.

[4] J. Adanez et al, Prog En Comb Sci 38 (2012) 215–282. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2011.09.001.

[5] N.M. Nguyen et al, Applied Sciences 11 (2021) 7069. https://doi.org/10.3390/app11157069.

[6] M. Matzen et al, Int J of Green Gas Control 65 (2017) 1–14. doi.org/10.1016/j.ijggc.2017.08.008.

[7] L. Liu et al, Int J of Green Gas Control 90 (2019) 102792. doi.org/10.1016/j.ijggc.2019.102792.

[8] A. Goel et al, Ene Convers Manag 268 (2022) 116020. doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116020.

[9] H. Ge et al, Chem Eng Journal 286 (2016) 174–183. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.10.092.

[10] Q. Guo et al, Ind Eng Chem Res 53 (2014) 78–86. https://doi.org/10.1021/ie401568x.

[11] Z. Huang et al, Biore Technol 140 (2013) 138–145. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.04.055.

[12] Z. Huang et al, J Therm Anal Calorim 116 (2014) 1315–1324. doi.org/10.1007/s10973-013-3630-1.

[13] X. Wang et al, Thermochim Acta 670 (2018) 114–122. https://doi.org/10.1016/j.tca.2018.10.017.

[14] J. Adanez et al, Prog En Comb Sci 38 (2012) 215–282. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2011.09.001.

[15] F. García-Labiano et al, Chem Eng Sci 60 (2005) 851–862. doi.org/10.1016/j.ces.2004.09.049.

[16] J. Adánez et al, Prog Ener Combust Sci 65 (2018) 6–66. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2017.07.005.

[17] T. Mendiara et al, Appl Energy 232 (2018) 657–684. doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.09.201.

[18] J. Adanez et al, Ene Combust Sci 38 (2012) 215–282. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2011.09.001.

[19] R.A. B. Nascimento et al, En & Fuels 38 (2024) 8168-8186. doi.org/10.1021/acs.energyfuels.4c00558.

[20] R.A. B. Nascimento, Ind Eng Chem Res 61 (2022) 2469–2482. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c03763.

[21] P.A. Chernavskii et al, Thermoch Acta 694 (2020) 178796. https://doi.org/10.1016/j.tca.2020.178796.

[22] T. Mendiara et al, Che Engineering Jo 359 (2019) 37–46. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.11.022.

Downloads

Publicado

03-11-2025

Edição

Seção

Catálise para transição energética