Sua fazenda poderia ser alimentada com segurança por hidrogênio?

26 de maio de 2023 4 minutos de leitura

O hidrogênio é a palavra da moda nos círculos de energia agora.

Você pode fazê-lo eletrolisando a água e, se a eletricidade usada vier de fontes renováveis, é efetivamente livre de emissões. Quando você usa hidrogênio em uma célula de combustível para gerar eletricidade ou abastecer um veículo, nada sai do tubo de escape, exceto vapor de água.

Então, por que não estamos usando isso já? Bem, existem alguns desafios técnicos a serem superados, como armazenamento e transporte.

Como o gás natural, o hidrogênio precisa ser armazenado em tanques de alta pressão ou liquefeito e armazenado em tanques criogênicos. E, como o gás natural, o hidrogênio pode explodir. Embora o hidrogênio seja gerenciado com segurança por profissionais treinados em um ambiente industrial, pode haver preocupações sobre o uso de grandes quantidades de hidrogênio em ambientes urbanos.

Pesquisadores de todo o mundo estão procurando maneiras de armazenar e transportar hidrogênio da maneira mais segura possível. Uma maneira é anexar o hidrogênio a um líquido transportador – algo que seja estável em condições normais de operação. Este líquido pode ser armazenado e transportado usando tanques de combustível padrão e caminhões semelhantes à nossa infraestrutura existente de gasolina ou diesel.

Nossos pesquisadores estão construindo um gerador de hidrogênio, que pode recuperar hidrogênio de um transportador líquido, para enfrentar o desafio de armazenamento e transporte.

Os portadores de hidrogênio orgânico líquido (LOHC) são compostos orgânicos que podem absorver e liberar hidrogênio por meio de reações químicas. LOHC pode incluir produtos químicos como metanol, tolueno ou benzil tolueno.

O uso de LOHC para armazenar e transportar hidrogênio tem sido investigado por mais de 30 anos. Mas a pesquisa aumentou nos últimos anos, à medida que o mundo se voltou para o hidrogênio para ajudar a resolver o desafio do zero líquido.

O uso de um LOHC como parte da cadeia de abastecimento de hidrogênio envolve uma série de etapas:

Este ciclo de hidrogenação/desidrogenação produz zero emissões de GEE (gases de efeito estufa).

A tecnologia já está estabelecida para a etapa de hidrogenação (etapa dois acima). Mas, até recentemente, não havia processos de desidrogenação comercial para esses transportadores de hidrogênio, especialmente para aplicações descentralizadas de pequena a média escala. Nosso gerador de hidrogênio resolve esse problema, completando efetivamente o ciclo de uso do LOHC.

Ele permite a geração de energia onde você precisa, como um gerador a diesel. Mas sem as emissões de dióxido de carbono e particulado (mistura de partículas sólidas e gotículas líquidas encontradas no ar)!

O gerador de hidrogênio que planejamos construir usará nossa tecnologia patenteada: Catalytic Static Mixer (CSM). Nosso CSM é um andaime impresso em 3D com um revestimento de catalisador que se encaixa perfeitamente em tubos padrão. A estrutura é projetada para otimizar a interação entre os reagentes, para que a reação catalítica seja mais eficaz.

O CSM permite um melhor controle do processo do que um leito empacotado convencional. Quando o catalisador se esgota, é relativamente simples trocar o CSM por um novo e depois regenerar o antigo. Essa tecnologia também é altamente escalável – você simplesmente aumenta o número de CSMs em fluxo paralelo.

A tecnologia CSM é central para o gerador de hidrogênio. O LOHC flui através e ao redor do CSM, conectando-se com o catalisador. O catalisador remove o hidrogênio do LOHC e forma bolhas de gás hidrogênio.

O projeto tem duas partes. Primeiro vamos construir um gerador de hidrogênio em escala piloto. Em seguida, usaremos o que aprendemos para construir um gerador de hidrogênio em escala de demonstração.

A unidade piloto produzirá 5 kg de hidrogênio por dia. Prevemos que terá cerca de 1m x 2m, por isso poderá sentar-se num banco.

A unidade de demonstração produzirá 20 kg de hidrogênio por dia – um bom tamanho para um posto de abastecimento de hidrogênio. Espera-se que o tamanho seja do tamanho de um contêiner padrão de 12m.

A Estratégia Nacional de Hidrogênio da Austrália estima que 1 kg de hidrogênio pode ser usado para percorrer 100 km em um Hyundai Nexo ou alimentar um ar condicionado elétrico de ciclo dividido de 1400 watts por 14,5 horas.