@MASTERSTHESIS{ 2019:768182949, title = {Descri??o te?rica da rea??o de redu??o na reforma a vapor via ciclos qu?micos}, year = {2019}, url = "https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/5428", abstract = "A matriz energ?tica mundial ? dependente majoritariamente dos combust?veis ? base de petr?leo. Por?m, este padr?o acarreta em diversos impactos negativos principalmente no meio ambiente. ? sabido que, seguindo a taxa atual de consumo de petr?leo, estes insumos devem acabar em menos de 50 anos. Por isso, a ado??o de uma matriz energ?tica sustent?vel ? fundamental para o futuro. O hidrog?nio ? um excelente candidato para assumir as r?deas desta matriz energ?tica. Quando queimado, produz ?gua como produto (consideravelmente menos nociva que os produtos de combust?o de combust?veis f?sseis) e, em motores de carros, por exemplo, s?o at? tr?s vezes mais eficientes que gasolina. Existem algumas maneiras, no entanto, de produzir hidrog?nio. A mais usual, atualmente, s?o os processos de reforma a vapor. Entretanto, um processo vem sendo revisitado: a reforma a vapor via ciclos qu?micos. Isto acontece porque devido ? nanotecnologia, nanocatalisadores ? base de ?xido de ferro foram possibilitados, aumentando a resist?ncia desses importantes participantes das rea??es envolvidas no processo e tornando, ent?o, este m?todo de s?ntese de produ??o de hidrog?nio poss?vel. Com isso, abordaremos com um vi?s te?rico a etapa de redu??o da magnetita (catalisador escolhido) na reforma catal?tica a vapor via ciclos qu?micos: CH4 + 4Fe3O4 ? CO2 + H2O + 12FeO. Para isso, foi abordado a magnetita, que ? um mineral, s?lido ? temperatura e press?o ambiente e tem f?rmula m?nima Fe3O4. A magnetita foi aproximada para uma estrutura de cluster, que ? um conjunto de ?tomos que representam a estrutura s?lida, Fe12O16. Devido ?s propriedades magn?ticas do mineral, as etapas de rea??o foram estudadas em tr?s n?veis de estado eletr?nico diferentes: singleto, tripleto e quinteto. At? o momento, a multiplicidade tripleto foi observada como o estado fundamental do estudo de cluster realizado que ?varreu? desde uma unidade de Fe3O4 at? quatro unidades, onde a diferen?a do tripleto para singleto e quinteto foi de pelo menos 94 kcal/mol para o cluster com o funcional BPW91 e base LAV2P duplamente polarizada (BPW91/LAV2P**). O maior cluster, Fe12O16, foi adotado, tamb?m, como o cluster empregado nas etapas com rea??es qu?micas. Os resultados na multiplicidade singleto, tripleto e quinteto foram avaliados e foram propostos canais de adsor??o f?sica (fisissor??o) com quatro produtos de fisissor??o em singleto e cinco produtos de fisissor??o tanto em tripleto quanto em quinteto. A remo??o de um hidrog?nio do metano para dar continuidade ? rea??o qu?mica gerando produtos de quimissor??o foi avaliada nestas tr?s multiplicidades. Dois produtos de quimissor??o foram localizados em singleto e tamb?m em tripleto. Por?m apenas um produto foi encontrado em quinteto. Propostas de estados de transi??o foram sugeridas tamb?m neste trabalho como uma tentativa de conectar as etapas de fisissor??o e quimissor??o. Para singleto, o canal Baixo_H_O teve uma barreira de liga??o de aproximadamente 90 kcal/mol e Cima_H_Otetra apresentou uma barreira de aproximadamente 45 kcal/mol. Em tripleto as barreiras encontradas foram de aproximadamente 20 kcal/mol e 60 kcal/mol para os canais Cima_H_Oocta e Cima_H_Otetra respectivamente. Em quinteto apenas um canal foi encontrado e a barreira, para Cima_H_Oocta, foi por volta de 65 kcal/mol.", publisher = {Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro}, scholl = {Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica}, note = {Instituto de Qu?mica} }