Produção de hidrogênio a par r de boro hidreto de sódio u lizando resíduo de casca de coco verde como catalisador,

Abstract

A demanda crescente por fontes de energia renováveis tem impulsionado pesquisas sobre o aproveitamento sustentável de biomassas residuais. Nesse contexto, a casca de coco verde (GCF) tem se destacado como matéria-prima promissora para a produção de insumos de alto valor agregado e geração de energia. Para compreender o avanço desse campo, foi realizada uma análise bibliométrica de publicações científicas indexadas na base de dados Web of Science, abrangendo o período de 2000 a 2024. Foram identificadas 1.211 publicações, destacando o aumento significativo no interesse pela valorização dessa biomassa desde 2017. Países como Índia, China e Brasil lideram as pesquisas na área, com foco na conversão química, produção de carvão ativado e aplicação em adsorção de contaminantes. A análise revelou que os principais temas estratégicos incluem o desenvolvimento de tecnologias de conversão de biomassa e sua aplicação na geração de energia sustentável. Com base nesses avanços, este estudo objetivou o desenvolvimento de um catalisador sustentável a partir da casca do coco verde para a produção de hidrogênio via hidrólise do Borohidreto de sódio (NaBH₄). A especialização do estudo foi otimizada por meio do método de Taguchi, variando condições como temperatura, concentração de reagentes e quantidade de catalisador. O material foi caracterizado por Análise Termogravimétrica (TGA), Difração de Raios-X (XRD), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), confirmando sua estrutura porosa e a presença de sítios catalíticos ativos. A melhor condição reacional foi obtida com 300 mg de GCF-C, 750 mg de NaBH₄, temperatura de 50 °C e agitação de 120 rpm. Uma análise cinética demonstrou que as tendências foram significativamente voltadas para a barreira energética, apresentando uma energia de ativação de 28,95 kJ.mol⁻¹ e uma taxa de produção de hidrogênio linear e estável. O fator mais influente na eficiência do processo foi a concentração de NaBH₄, acompanhada pela quantidade catalisador e pela temperatura da ocorrência. Em comparação com sistemas não catalisados, o GCF-C mostrou um desempenho superior, evidenciando seu potencial como alternativa viável e de baixo custo para a produção de hidrogênio. Os resultados confirmam que a casca de coco verde pode ser utilizada como um catalisador eficiente, promovendo a valorização de resíduos agroindustriais e contribuindo para uma economia circular. Além disso, a utilização desse biocatalisador representa uma abordagem limpa para a geração de hidrogênio, alinhando-se às demandas da transição energética. Estudos futuros devem focar na estabilidade do desenvolvimento em ciclos reacionais sucessivos e na escalabilidade do processo para aplicações industriais.