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Title: Reciclagem Química e Eletroquímica de bateria exauridas de Ni-MH.
metadata.dc.creator: DIXINI, P. V. M.
Issue Date: 14-Mar-2014
Publisher: Universidade Federal do Espírito Santo
Citation: DIXINI, P. V. M., Reciclagem Química e Eletroquímica de bateria exauridas de Ni-MH.
Abstract: Neste trabalho foram desenvolvidas tecnologias para a reciclagem de metais provenientes dos cátodos e ânodos de baterias Ni-MH exauridas. A reciclagem do cátodo se deu via a eletrodeposição dos metais em condições galvanostáticas, também foi estudado o mecanismo de deposição simultânea de Ni, Co, Zn e Mn em condições potenciodinâmicas, potenciostáticas e galvanostáticas em eletrodos de Al e carbono vítreo. A partir de experimentos de voltametria cíclica com velocidades de 1, 5 e 10 mV.s-1, observou-se que a deposição dos metais ocorre a partir de hidróxidos precipitados na superfície, aonde estes são formados após a alcalinização da interface eletrodo/solução devido a reação de desprendimento de hidrogênio. A partir de análises de MEV foi observado que em condições potenciostáticas, somente o processo de nucleação ocorre, não havendo o crescimento do filme, os núcleos foram dissolvidos e analisados por ICP OES, e Ni, Co e Zn foram detectados na forma de traços. Em condições galvanostáticas, utilizou-se as seguintes densidades de corrente: -20, -25, -30, -35 e -40 mA.cm-2 e densidade de carga fixa de -50 C.cm-2. A maior eficiência de carga foi observada para as densidades de corrente de -25 e -40 mA.cm-2 para o substrato de Al e -35 e -40 mA.cm-2 para o substrato de carbono vítreo. A partir das micrografias constatou que todos os eletrodepósitos se formaram de maneira bastante heterogênea. Medidas de DRX identificaram Ni, Co, Ni(OH)2 e Mn3O4 em todos os eletrodepósitos. Utilizando a EIE, foram determinados os circuitos equivalentes dos eletrodepósitos para todas as densidades de corrente. Todos eles são da forma R1(R2Q)W, onde R1 é a resistência da solução ao redor dos poros e R2, Q e W são relativos aos poros do depósito. Os filmes reciclados foram analisados por voltametria cíclica em solução alcalina. Uma eficiência de carga de 85 % foi obtida, demonstrando boa aplicabilidade do material como um capacitor eletroquímico e em células eletrocrômicas. Os lantanídeos presentes nos ânodos de baterias Ni-MH exauridas, foram recuperados na forma de uma mistura de Ln2(SO4)3, onde Ln = La, Ce e Nd, e uma eficiência de 99.9 % foi encontrada.A síntese do (La.Nd)O2S.CeO2 foi realizada submentendo a mistura de Ln2(SO4)3 a um tratamento térmica em atmosfera redutora até 1000 ºC. Para a síntese do (La.Nd)O2SO4.CeO2, submeteu-se a mistura de oxisulfetos a um tratamento térmico em atmosfera de ar sintético. Os materiais, oxisulfetos/oxisulfatos, foram submetidos a ciclos térmicos, respectivamente, em atmosfera de ar e N2-CO. O termograma para o (La.Nd)2O2S.CeO2 mostra um ganho de massa de 14,98 % w/w, em uma faixa de temperatura entre 300 550 ºC, que é devido a oxidação para a fase oxisulfato, onde 2 mols de O2 são adicionados a molécula. Da mesma maneira, no termograma dos oxisulfatos, uma perda de massa de 17,16 % é observada na faixa de temperatura entre 500 750 ºC. Essa perda é associada a saída de 2 mols de O2, regenerando assim os oxisulfetos. Imagens de MEV demonstram que a transformação oxisulfeto para oxisulfato leva a um aumento do tamanho dos macroporos na molécula.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4700
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