Design computacional e impressão de eletrodos porosos para confecção de gerador de hidrogênio do tipo Membraneless
Resumo
A combinação de design computacional e manufatura aditiva está transformando a
fabricação de dispositivos energéticos, como os geradores de hidrogênio do tipo
membraneless. O design computacional envolve o uso de simulações e modelagens
digitais para otimizar as características dos eletrodos porosos. Através de
modelagem em 3D é possível prever e ajustar a estrutura dos eletrodos, melhorando
sua eficácia. Esse processo inclui a otimização da porosidade, da geometria e da
distribuição dos canais de fluxo, que são essenciais para melhorar a reação
eletroquímica e a condutividade do eletrodo. Com o uso de impressoras 3D e
materiais específicos, é possível criar eletrodos com alta área superficial e uma rede
porosa controlada. O objetivo principal deste TCC foi desenvolver estruturas
topológicas baseadas em funções do tipo TPMS para gerar eletrodos porosos para a
montagem de eletrolisadores do tipo membraneless. Através da combinação da
modelagem computacional, impressão 3D e preparação de compósitos condutores foi
possível a confecção de eletrodos com geometrias do tipo Schwarz P, com boas
propriedades elétricas. Além disso, através de processo eletroquímico de deposição foi
possível o recobrimento do eletrodo com uma camada de níquel sobre cobre (Ni@Cu), que
apresentou melhores resultados de geração de H2 a partir da eletrólise alcalina da água,
comparado com o eletrodo sem recobrimento. Por fim, conclui-se que o processo
apresentou-se promissor para a confecção de eletrodos para sistemas membraneless.