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Publicado em 21/05/2023 à 02:05:46
Por: Assessoria de Comunicação
O desafio de alavancar a produção de hidrogênio verde no Brasil
Projeto desenvolvido na UFSC pesquisa catalisadores de baixo custo e alta efetividade com o objetivo de incrementar a geração de fontes renováveis de energia

A Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) está liderando um projeto inovador que busca promover a geração de energia renovável através do uso de catalisadores de baixo custo e alta efetividade. Esses catalisadores têm o potencial de acelerar e facilitar as reações dos processos de produção e transporte de hidrogênio verde (H2V).

 
A iniciativa abrange duas vertentes. A primeira é focada na produção de H2V a partir do biogás, buscando aproveitar os resíduos orgânicos como fonte de energia renovável. A segunda vertente concentra-se na utilização de carreadores químicos (como hidretos, por exemplo). Uma vez que o hidrogênio produzido precisa ser transportado, o uso de carreadores químicos é uma solução promissora.


O projeto “Produção de hidrogênio verde com ênfase em catalisadores para a transição energética e desenvolvimento de protótipo” é financiado pelo Programa de Inovação em Hidrogênio Verde (iH2Brasil) da Aliança Brasil-Alemanha para o Hidrogênio Verde (AHK). A iniciativa conta com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa e Extensão Universitária (Fapeu). “A Fapeu é a fundação de apoio que tem nos auxiliado na gestão financeira do projeto, intermediando as compras e realizando a prestação de contas para atender às exigências da AHK”, destaca a professora Regina Peralta Moreira, coordenadora do trabalho na UFSC.

Caminho certo

Com duração prevista de 12 meses, o projeto começou na UFSC em dezembro de 2022 e é realizado por uma equipe de pesquisadores do Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos (EQA). Até maio de 2023, o grupo já havia formulado, produzido e testado cinco catalisadores aplicáveis à produção de hidrogênio a partir da reação do biogás e para a liberação de hidrogênio dos carreadores químicos.

 
Os catalisadores avaliados são cerâmicas derivadas de polímeros contendo uma fase ativa metálica e que têm demonstrado serem muito resistentes à desativação, que ocorre normalmente na reforma do biogás. “O gás de síntese produzido apresenta uma relação H2/CO ligeiramente superior àquela de outros catalisadores já desenvolvidos no Laboratório de Energia e Meio Ambiente do EQA da UFSC, indicando que estamos no caminho certo”, destaca a professora Regina Moreira. Além disso, esses catalisadores também mostraram-se muito eficientes na liberação do hidrogênio a partir dos carreadores químicos.

Avanço científico

De uma forma geral, catalisadores são substâncias que aumentam a velocidade de uma reação. “Os catalisadores são essenciais tanto na formação do hidrogênio, quanto no seu armazenamento e liberação usando os carreadores químicos. No caso dos catalisadores que testamos para serem aplicados em reações de liberação de hidrogênio do carreador químico (NaBH4) foram obtidos excelentes resultados iniciais, da mesma ordem de grandeza de alguns dos melhores valores reportados na literatura. Assim, é possível vislumbrar o avanço científico e tecnológico no transporte do hidrogênio, que é um dos gargalos na utilização do hidrogênio como fonte de energia”, destaca a coordenadora do trabalho na UFSC.

Esses catalisadores serão avaliados em bancadas experimentais e também será apresentado um protótipo para prova de conceito da viabilidade para o uso de hidrogênio em uma célula combustível e para produção de energia elétrica. “O uso de fontes renováveis de energia possibilitará a produção de hidrogênio sem emissão de gases de efeito estufa – o hidrogênio verde - a custos competitivos quando comparado a outras fontes de energia, pois os catalisadores serão desenvolvidos com materiais mais baratos e duráveis, resultando em uma vida útil prolongada em relação aos catalisadores atualmente disponíveis”, compara a professora Regina.

Seleção

O projeto foi contemplado pelo Edital de Seleção de Pesquisa e Desenvolvimento AHK Rio nº 01/2022. O iH2Brasil é realizado pela Aliança Brasil-Alemanha para o Hidrogênio Verde que é formado pela Câmara de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha de São Paulo e Câmara de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha do Rio de Janeiro. A iniciativa integra a Cooperação de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha para o Desenvolvimento Sustentável e é implementada pela Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH (GIZ Brasil), que é uma empresa federal alemã para cooperação técnica que atua no Brasil na promoção do desenvolvimento sustentável, e pelo Ministério de Minas e Energia, com financiamento do Ministério Federal da Cooperação Econômica e do Desenvolvimento da Alemanha.

“O impacto social direto desse projeto será o aumento da viabilidade econômica e tecnológica do hidrogênio verde, indo em direção ao aproveitamento industrial e cotidiano desta fonte de energia renovável. Além disso será possível contribuir na cadeia de distribuição do hidrogênio usando os carreadores químicos (que são sólidos), pois o transporte deste combustível na forma gasosa é difícil, cara e requer várias medidas de segurança”, explica a coordenadora do projeto.

Perspectivas

Atualmente, a maior parte do hidrogênio produzido no Brasil ainda é desenvolvido a partir de fontes de energia não-renováveis, como o gás natural. No entanto, várias fontes indicam que o Brasil pode se tornar um dos maiores produtores/exportadores de hidrogênio verde para o mercado internacional. Atualmente existem projetos para a produção de hidrogênio nos portos de Pecém (CE) e de Açu (RJ). E foi anunciada a construção de uma fábrica da Unigel, em Camaçari (BA), que deverá ser a primeira do país. No mundo, os países que hoje desenvolvem os maiores projetos de produção de hidrogênio verde são Austrália, Alemanha, Holanda, China, Arábia Saudita e Chile.

“O hidrogênio é uma fonte de energia limpa, ou seja, não produz resíduos (ao final da reação obtém-se água) quando é usado em células a combustível para produção de energia elétrica. Quando a matéria-prima para obtenção do hidrogênio é uma fonte renovável de energia (como energia solar ou eólica, biomassa ou biogás, por exemplo), não há emissão de gases de efeito estufa”, explica a professora Regina.

Com alta densidade energética, o hidrogênio pode substituir outros combustíveis com muitas vantagens. “No caso do hidrogênio obtido a partir de fontes renováveis (hidrogênio verde), seu uso possibilitará a descarbonização da matriz energética e contribuirá para reduzir os padrões de emissão de gás carbônico (CO2) até 2050, conforme firmado pela grande parte das nações mundiais no Acordo de Paris”, lembra a professora. Como estabelece o acordo, para limitar o aumento da temperatura média global em 2 °C comparada a níveis pré-industriais, a produção de hidrogênio verde até 2050 deverá corresponder a 18% da energia mundial. O desafio está posto.

 

Fotos: Maíra Mallmann/Divulgação

PROJETO: PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE COM ÊNFASE EM CATALISADORES PARA A TRANSIÇÃO ENERGÉTICA E DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPO / COORDENADORA: Regina de Fatima Peralta Muniz Moreira / regina.moreira@ufsc.br / UFSC / Departamento de Engenharia Química e de Engenharia de Alimentos / CTC / 11 participantes

* Esta reportagem integra a edição 14 da Revista da Fapeu que está disponível em http://tinyurl.com/RevistaDaFapeu2023

 

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