Energia solar hidrogênio

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5 A partir do kit de Energias Renováveis e Hidrogênio da Horizon, podemos abordar vários temas relacionados ao aquecimento global, consumo racional da água, economia de energia, mobilidade urbana sustentável, biodiversidade e reciclagem, bem como explorar as disciplinas de Ciências, como Química e Física, além de Geografia, Biologia e Matemática. Energia eólica Energia solar hidrogênio

6 Os nossos kits podem ser aplicados nos ensinos Fundamental, Médio e Superior, dependendo da profundidade da abordagem a ser realizada. Energia eólica Energia solar hidrogênio

7 Os estudantes dos Ensinos Médio ou Superior, podem explorar o kit com maior profundidade, incluindo a coleta de dados, como corrente elétrica, tensão, potência, energia, resistência e rotações por minuto, para a análise no computador.

8 Os estudantes do Ensino Fundamental, a partir dos 10 anos de idade, tem demonstrado muito interesse nas tecnologias de energias renováveis e hidrogênio.

9 Após as primeiras demonstrações, os estudantes se sentem encorajados a realizar experiências e descobrir a ciência por trás das energias renováveis.

10 As Energias Renováveis no Ensino de Ciências, Matemática e Geografia Debate exploratório Antes de partir para as primeiras experiências, pode-se contextualizar um determinado tema a partir de um debate exploratório, exemplos reais ou estórias. Referência real Estória

11 Explorar TEMAS relacionados ao aquecimento global, consumo racional da água, economia de energia, mobilidade urbana sustentável, biodiversidade e reciclagem

12 Explorar TEMAS relacionados ao aquecimento global, consumo racional da água, economia de energia, mobilidade urbana sustentável, biodiversidade e reciclagem A partir desses temas, muitas conexões com outros assuntos, palavras-chave, podem ser realizadas. mobilidade urbana Poluição Congestionamento do trânsito Doenças Meios de transportes Tecnologias de propulsão Combustíveis utilizados A origem dos combustíveis Vantagens e desvantagens Veículos poluentes e não poluentes

13 E como podemos encontrar o caminho para a Escola Sustentável? Eletricidade Lâmpadas Iluminação natural Aparelhos domésticos Chuveiro elétrico Chuveiro a gás Aquecimento solar Como a energia é produzida Quais tecnologias estão disponíveis Como reduzir o consumo de energia em casa ou na escola Economia de energia

14 Para abordar um determinado tema, como motivação às experiências com o kit, pode-se começar a partir de outros temas Mobilidade Urbana Combustíveis fósseis Energias renováveis Combustíveis fósseis Aquecimento global biodiversidade Casa sustentável Racionalização do uso da água Lençol freático Poluição Separação e reciclagem do lixo biogás

15 As Energias Renováveis no Ensino de Ciências, Matemática e Geografia Após realizar as primeiras demonstrações para ambientação do estudante e compreensão do uso das tecnologias no dia a dia e no futuro, pode-se aprofundar as experiências para explorar conceitos de ciências, como Química e Física. Confiança conquistada Exploração em maior profundidade

16 molécula átomo elétrons prótons íons Volume molar Estrutura atômica estequiometria Reações óxido-redução Ânions e cátions Armazenamento energia Conversão de energia Ligação série/paralelo Energia térmica Leis de Faraday Energia elétrica Carga elétrica Eletrólise Tensão elétrica Potência elétrica Corrente elétrica Hidrogênio Elementos químicos N atômico catálise Reações exotérmicas

17 Por exemplo, vamos realizar experiências práticas com o hidrogênio para a geração de eletricidade a partir da tecnologia célula a combustível. Como o hidrogênio tem tem diversas diversas fontes, fontes, desde desde a a água, água, H H 2 0, até o biogás, escolhemos uma 2 0, até o biogás, escolhemos uma estória estória que possa que partir possa de partir um de assunto um assunto até chegar até ao chegar biogás ao e, biogás de uma e, de forma uma leve, forma lúdica, leve, lúdica, falar sobre falar átomo, sobre elétron, átomo, íons. elétron, íons. Célula a combustível

18 Introdução do tema Hidrogênio reciclagem adubo energia Matéria orgânica separação agricultura compostagem bactérias composto biogás biodigestor húmus Fertilizante natural Gás metano CH 4 molécula átomo H 2 Calor Energia térmica Queimar Biogás H 2 O Aquecimento Cozimento Produzir eletricidade

19 Exemplo de Aplicação Real com Célula a Combustível Cervejaria Sierra Nevada Califórnia A Cervejaria Sierra Nevada, nos EUA, aproveita a matéria orgânica residual para produzir biogás. Como o biogás é fonte de hidrogênio, por conter gás metano, CH 4, esse gás é enviado para a célula a combustível. Esta retira o hidrogênio para produzir eletricidade para a indústria. A água quente residual, o calor, também é usada para o processo da cerveja. E o gás carbônico, também produzido a partir da retirada do hidrogênio do gás metano, é usado na fermentação da cerveja. O que era um resíduo, virou benefício para a indústria. Estações de esgoto na Califórnia também usam o mesmo conceito. Cada vez mais os resíduos urbanos serão aproveitados pelas indústrias e residências, trazendo benefícios ambientais, sociais e econômicos, isto é, sustentabilidade.

20 Experiência superficial, demonstrativa eletrólise Molécula H 2 0 átomos hidrogênio oxigênio Armazenamento de energia química Molécula H 2 funcionamento astronautas Célula a combustível Ligação química Elétrons e prótons Condutividade iônica Corrente elétrica Fluxo de elétrons Circuito elétrico Motor elétrico (aplicação) As primeiras experiências podem explorar alguns tópicos de química e física, tais como elétrons e átomos.

21 ÁREAS DE ATIVIDADES

22 Célula a combustível Cockpit Ônibus Espacial Eletricidade e água

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25 Como funciona a Célula a Combustível?

26 Como funciona a Célula a Combustível?

27 Como funciona a Célula a Combustível?

28 Como funciona a Célula a Combustível?

29 Como funciona a Célula a Combustível? Hidrogênio + Oxigênio/Ar = eletricidade + água (calor)

30 Carro elétrico a hidrogênio

31 Kit carro elétrico a hidrogênio

32 Após a experiência superficial, demonstrativa, o estudante já fica mais à vontade para explorar e aceitar conteúdos mais pesados das disciplinas de química e física, tais como: Óxido-redução Estequiometria Tabela periódica Termoquímica Lei dos gases Hidrocarbonetos Ligações série/paralelo Potência, Energia Elétrica Número atômico, etc... Ligações Químicas

33 Kit carro elétrico a hidrogênio, também usado em robôs.

34 força ângulo aerodinâmica pressão área Energia mecânica Energia cinética Energia elétrica Pás eólicas fluidos geometria Gerador elétrico frequência Tensão elétrica Potência elétrica atrito Corrente elétrica elétron Energia eólica Ciclo da Água Formação dos Ventos

35 Como um avião sobe ou desce? Como o aerogerador pode gerar mais ou menos energia? A aerodinâmica é importante?

36 Com mais pás eólicas é melhor melhor custo benefício? Os ma usados são importantes? Pás e longas ou menores tem o mesm desempenho?

37 Radiação solar Fusão e fissão nuclear Fotossíntese Gerador elétrico Área Energia térmica Metais e não metais Energia elétrica Semicondutores Circuito elétrico Calor Ondas eletromagnéticas Comprimento de onda Tensão elétrica Potência elétrica Corrente elétrica Armazenamento energia Conversão de energia Ligação série/paralelo Ciclo do carbono Energia solar

38 Os movimentos de rotação e translação do Planeta Terra influenciam no rendimento dos painéis solares? Com mais módulos, pode-se montar uma usina solar? Ligações elétricas em série ou paralelo? Energia solar

39 Interessado em nossos kits e no treinamento dos seus professores? Entre em contato conosco ou com nossos representantes em seu estado. 39

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