Solar-powered hydrogen production from sodium borohydride hydrolysis using sugarcane bagasse saccharum officinarum as a green catalyst

Abstract

A busca pela substituição de combustíveis fósseis por energia limpa tem sido impulsionada pela produção de hidrogênio mais sustentável e livre de metais. Um sistema de geração de hidrogênio baseado na hidrólise de borohidreto de sódio (NaBH₄) foi desenvolvido usando catalisadores derivados de biomassa residual, especificamente bagaço de cana-de-açúcar. A síntese bem-sucedida de catalisadores de Bagaço de Cana Modificado (MOB) com alta estabilidade e atividade catalítica impregnado com ácido fosfórico H3PO4 foi confirmada por meio de técnicas de caracterização, incluindo FTIR, XRD, XRF, TGA, SEM e GC, que verificaram modificações estruturais positivas. O método Taguchi foi aplicado para otimizar o processo e reduzir o número de experimentos. Os fatores que mais contribuíram estatisticamente dentro da faixa de confiança do modelo foram tempo (35 minutos), Temperatura (60 ºC), NaBH₄ (750 mg) e MOB (300 mg), com NaBH₄ se destacando com 58,87% e o catalisador MOB contribuindo com 27,03% para a produção de hidrogênio. Adicionalmente, a integração com uma rede de energia solar fotovoltaica demonstrou viabilidade energética, com um consumo total de 136 kWh para produzir 1000 mL de H₂. Os resultados mostram que o MOB exibe desempenho catalítico superior para hidrólise de NaBH₄, com excelente viabilidade econômica. Este catalisador é altamente promissor para aplicações práticas em hidrólise de NaBH₄.