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Jul 31, 2023

Equipe da TU Freiberg desenvolve processo de reciclagem de metais preciosos provenientes de eletrolisadores

O hidrogênio Crispin Mokry proveniente da eletrólise com energias renováveis ​​é considerado um elemento-chave da transição energética. Por meio de catalisadores, a água é dividida em seus componentes hidrogênio e oxigênio.

Crispim Molhado

o hidrogénio proveniente da eletrólise com energias renováveis ​​é considerado um elemento-chave da transição energética. Por meio de catalisadores, a água é dividida em seus componentes hidrogênio e oxigênio. A reação eletroquímica requer metais preciosos como platina, irídio ou rutênio como catalisadores. A forma como a reciclagem destes metais pode ser melhorada tem sido examinada durante três anos por um projecto de investigação europeu com a participação da TU Bergakademie Freiberg.

"Como os caros metais preciosos nas células de eletrólise ainda não podem ser completamente substituídos por outros materiais igualmente eficientes, o desafio é recuperá-los sem perdas. E isso, idealmente, com processamento ecologicamente correto", explica o líder do projeto, Prof. Alexandros Charitos da TU Freiberg. Processamento mais ecológico de materiais catalisadores em fim de vida A equipe se concentrou nos chamados métodos de reciclagem hidrometalúrgica. Isto envolve a transferência do material catalisador para uma solução aquosa e subsequente recuperação como sal ou metal numa forma sólida que seja tão pura quanto possível. "A recuperação das várias camadas de catalisador de metais preciosos, o coração do eletrolisador de membrana de troca de prótons (eletrolisador PEM), exigiu até agora uma etapa de processo que consome muita energia e é potencialmente prejudicial ao meio ambiente. "No projeto Recycalyse, estamos buscando um processo de reciclagem no qual as camadas de catalisador são separadas da membrana contendo flúor", explica a Dra. Lesia Sandig-Predzymirska. Os metais preciosos nas camadas de catalisador pré-concentradas podem então ser reciclados com agentes de lixiviação mais suaves e mais ecológicos. "Isso produz matérias-primas que podem ser utilizadas diretamente na produção de novos eletrocatalisadores para fechar o ciclo do material”, afirma o pesquisador.

Um catalisador recentemente desenvolvido feito de irídio e rutênio provou ser o mais eficiente para a reação de evolução de oxigênio no lado anódico da célula. Um óxido de estanho dopado com antimônio atuou como material de suporte para os metais em vez de carbono. "Desenvolvemos e patenteamos um processo hidrometalúrgico usando produtos químicos de baixo custo para recuperar com eficiência complexos de rutênio que são valiosos para a indústria", diz a Dra. Lesia Sandig-Predzymirska. Os complexos de rutênio não são usados ​​apenas na indústria química para a produção de catalisadores, mas também em muitos outros campos, como a indústria eletrônica, medicina, biologia, nanociência e produção de células solares. Juntamente com um processo de separação recentemente desenvolvido dos íons metálicos individuais, a equipe conseguiu uma recuperação de metal de mais de 90% dos metais preciosos contidos.

Como o armazenamento de hidrogênio a partir da eletrólise da água é um importante alicerce para a transição energética, os materiais dos eletrodos estão atualmente no foco da pesquisa. Para além da eficiência e disponibilidade dos materiais, o projeto “Reciclar” centra-se particularmente na sua reciclabilidade no sentido da economia circular. É liderado pelo Instituto Tecnológico Dinamarquês e apoiado por outros nove parceiros (TU Bergakademie Freiberg, Fraunhofer ICT, Sustainable Innovations, TWI, Blue World Technologies, Universidade de Berna, Prüfrex, HyCentA Research GmbH e Accurec). Até ao final de setembro de 2023, o “Recycalyse” será apoiado com um total de 5,5 milhões de euros do programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia ao abrigo do acordo de subvenção n.º 861960.

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