GERAÇÃO TERMONUCLEAR E O VETOR HIDROGÊNIO. Adonis Marcelo Saliba Silva IPEN/CNEN-SP

Documentos relacionados
HIDROGÊNIO NUCLEAR POSSIBILIDADES PARA O BRASIL

QUÍMICA - 3 o ANO MÓDULO 31 ELETROQUÍMICA: ELETRÓLISE

Fórum Permanente de Energia e Ambiente

Ar de combustão. Água condensada. Balanço da energia. Câmara de mistura. Convecção. Combustível. Curva de aquecimento

Aula 16 assíncrona Conteúdo:

UniTrain. Cursos UniTrain. Lucas Nülle GmbH Página 1/6

ASSUNTOS: Apostilas 4,5 e 6 - Radiatividade - Eletroquímica - Metalurgia - Química ambiental

Fontes Alternativas de Energia

a) apenas I. b) apenas I e III. c) apenas II e III. d) apenas I e II. e) todas. Profa. Graça Porto

Painel I A Importância das Energias Renováveis no Contexto das Mudanças Climáticas

Energy Storage e a Nova Matriz Elétrica Março de 2016

Energy Everywhere: Aplicações do Filme Fotovoltaico Orgânico

P4 - PROVA DE QUÍMICA GERAL - 29/06/06

Combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo e gás natural*) Hidroelétricas Energia nuclear Solar Eólica Biomassa

Bioenergética FONTES ENERGÉTICAS. BE066 Fisiologia do Exercício. Sergio Gregorio da Silva, PhD. Definição de Energia! Capacidade de realizar trabalho

Atividades da ELETROBRAS ELETROSUL na Área de Aproveitamento Energético do Biogás

EQUAÇÕES REDOX 7.1 As semi reações Consideramos a oxidação como a perda de elétrons Ex: Mg (s) Mg +2 (s) +2e Par redox Ox/Red Mg +2 /Mg

Uma Visão do Balanço Energético da Bahia

I Ciclo de Conferências: HIDROGÊNIO E O FUTURO ENERGÉTICO SUSTENTÁVEL DO ESTADO DO CEARÁ. O Programa do Hidrogênio na ITAIPU Binacional

ELETROQUÍMICA PILHAS

FACULDADE DE ENGENHARIA

MÁQUINAS HIDRÁULICAS AULA 15 TURBINAS A VAPOR PROF.: KAIO DUTRA

ENERGIA FOTOVOLTAICA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS NO BRASIL.

ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTERLIGADOS À REDE ELÉTRICA EM DIFERENTES CENÁRIOS DE GERAÇÃO

Visão Global do Programa Veículo Elétrico

ENERGIAS RENOVÁVEIS EM ANGOLA

Grandes Ideias 1. FONTES DE ENERGIA E TRANSFERÊNCIAS DE ENERGIA. Máquina Pelamis - Aproveita a energia das ondas

Baixo carbono por natureza

Crítica ao Plano Decenal de Expansão da Energia

PREPARATIVOS PARA A NOVA LEGISLAÇÃO SOBRE EFICIÊNCIA E ROTULAGEM ENERGÉTICAS

Aula do ENEM - Química 21/05/2016

Eletroquímica. Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas Departamento de Química

Relatório Síntese janeiro de 2014

2ºs anos Material de apoio Geografia

Filtros de mangas da moagem de coque proteção anticorrosiva

CÉLULA COMBUSTÍVEL E BATERIA INTEGRADOS A SISTEMA FOTOVOLTAICO

FÍSICO-QUÍMICA TERMOQUÍMICA Aula 1

A Matriz de Transporte e o Denvolvimento Sustentável Alfred Szwarc

O que é energia solar?

M A S S A S E M E D I D A S

IV. FONTES DE ENERGIA

ENERGIA SOLAR E AQUECIMENTO EM EDIFÍCIOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA TM-364 MÁQUINAS TÉRMICAS I. Máquinas Térmicas I

Materiais cerâmicos Definições

Termodinâmica Aplicada I Lista de exercícios 1ª Lei para Volume de Controle

ONC 2016 FÍSICA - PROGRAMA OFICIAL PARA AS PROVAS

Geração de Energia Elétrica

Cálculo Químico ESTEQUIOMETRIA

Classificação dos recursos naturais

PERSPECTIVAS E PROJEÇÕES PARA O SETOR SUCROENERGÉTICO DO BRASIL

Sistemas de Cogeração Aplicação em Edifícios. ( ) L. Roriz

Assunto: Eletroquímica Folha 4.2 Prof.: João Roberto Mazzei

GUIA PARA A REABILITAÇÃO CLIMATIZAÇÃO. PROJETO Cooperar para Reabilitar da InovaDomus

MOBILIDADE URBANA E SUSTENTABILIDADE A Contribuição das Alternativas Tecnológicas para Ônibus

SEQUÊNCIA DIDÁTICA PODCAST ÁREA CIÊNCIAS HUMANAS

Sistema elétrico. Geração Transmissão Transformação

MASSA ATÔMICA, MOLECULAR, MOLAR, NÚMERO DE AVOGADRO E VOLUME MOLAR.

Células de Hidrogênio

Etanol e o Efeito Anti-Estufa Alfred Szwarc

Concurso de seleção Química Página 1 QUÍMICA

3-Para a produção de energia elétrica, faz-se necessário represar um rio, construindo uma barragem, que irá formar um reservatório (lago).

D3: Análise da competitividade das novas tecnologias energética Perspectivas até 2050

Agência Regional da Energia e Ambiente da Região Autónoma dos Açores.

OXICORTE SENAI CETEMP OUTROS PROCESSOS TOBIAS ROBERTO MUGGE

Química 1 Cecília e Regina 2ºEM/TI 2º. Química 1-2ºTI

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA / ELETROTÉCNICA

Armazenamento de Energia

Ministério de Minas e Energia

A.L. 0.1 RENDIMENTO NO AQUECIMENTO

Soluções tecnológicas para o setor elétrico

Estado atual do setor das energias renováveis em Portugal. Carlos Almeida Diretor Geral da DGEG

ferro bromo brometo de ferro 40g 120g 0g 12g 0g 148g 7g 40g 0g 0g x g 37g

Indústria e Industrialização. Prof. Melk Souza

CALDEIRAS SOLARES HIBRIDAS

Certificado Energético Edifício de Habitação IDENTIFICAÇÃO POSTAL. Morada AVENIDA ENGENHEIRO TAVARES DA SILVA, 107, 3º DTO POS Localidade ANADIA

I Curso de Férias em Fisiologia - UECE

Fontes Renováveis Não-Convencionais Parte I

Participação dos Setores Socioeconômicos nas Emissões Totais do Setor Energia

Ref.: Contribuições do Greenpeace Brasil para aprimoramento da proposta apresentada para o Plano Decenal de Expansão de Energia - PDE 2024

Atmosfera Terrestre. Aerossóis de origem natural: Tempestades de poeira

Aço Inoxidável Ferrítico ACE P410D

Química Inorgânica Aula 3

Título da Pesquisa: Palavras-chave: Campus: Tipo Bolsa Financiador Bolsista (as): Professor Orientador: Área de Conhecimento: Resumo

O PROCESSO DE PIRÓLISE RÁPIDA DE RESÍDUOS AGRO-INDUSTRIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIO-ÓLEO COMBUSTÍVEL RESUMO

3. Principais processo de produção utilizados para confecção de embalagens

INTEGRAÇÃO DA HORTICULTURA/USINA COM SEQUESTRO DE CO 2. Etanol - sustentabilidade Oficina de Trabalho Brasilia 25 e 26 de fevereiro de 2010

CIÊNCIA E ENGENHARIA DOS MATERIAIS E METALURGIA FÍSICA F DOS MATERIAIS.

TORREFAÇÃO DA BIOMASSA PROVENIENTE DE RESÍDUOS DO CACAU (Theobroma cacao L. ) PARA PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL SÓLIDO NO ESTADO DA BAHIA.

Cenário e Desafios para a Expansão do Setor Sucroenergético

Veículos Elétricos: O limiar de uma era de transição

Apostila 2. Capitulo 8. Energia: O universo em movimento. Página 244

1. As fontes de energia

(A) o petróleo é um recurso energético renovável a curto prazo, em razão de sua constante formação geológica.

É o cálculo das quantidades de reagentes e/ou produtos das reações químicas.

Apresentação do relatório da Bolsa de iniciação de investigação. Leonor Trovão, Novembro 2010 Orientador: Prof. Humberto Jorge

O PLANEJAMENTO INTEGRADO DE RECURSOS: ALTERNATIVA PARA DINAMIZAÇÃO DA EFICIENCIA ENERGETICA NO BRASIL PROF. ILDO SAUER, IEE/USP.

Série: 2º ano. Assunto: Estequiometria

QIE0001 Química Inorgânica Experimental Prof. Fernando R. Xavier. Prática 01 Reatividade de Metais: Síntese do gás hidrogênio

Materiais inovadores viabilizando tendências da indústria

Desconto de 10% nos produtos e serviços abaixo indicados, sobre o preço em vigor em cada momento.

Transcrição:

GERAÇÃO TERMONUCLEAR E O VETOR HIDROGÊNIO Adonis Marcelo Saliba Silva IPEN/CNEN-SP

EMENTA Economia do Hidrogênio. Produção de hidrogênio, por meios carbogênicos e não carbogênicos. Hidrogênio Nuclear: projeto e resultados alcançados. Eletrólise e eletrolisadores de baixa temperatura. Eletrolisador de alta temperatura e ciclos termoquímicos. Armazenamento e transporte para produção centralizada. Amônia: produção centralizada e reforma da amônia para produção distribuída. Produção distribuída de hidrogênio com energias alternativas. Proposta para um módulo de produção de hidrogênio associado à produção de energia elétrica em localidades remotas.

JUSTIFICATIVAS Nas próximas décadas, a economia do hidrogênio, baseada em não-carbogenia, é vista como base fundamental de controle do efeito estufa advindo do uso indiscriminado de energia fóssil altamente carbogênica. O aumento da carbogenia nos últimos 200 anos é de origem antropogênica e pode ser controlada por técnicas científicas, desde que seja generalizada e conscientizada junto a população. Nesse sentido, o ensino dessas técnicas e tecnologias potenciais de produção e uso energético do H 2 é visto como fundamental para se prepararem os profissionais que poderão introduzir e dissiminar o uso consciente e renovável desse vetor energético.

ECONOMIA DO H 2 Produz hidrogênio através de combustível fóssil por meio de reforma, por conversão de biomassa, por meios eletrolíticos, por ciclos termoquímicos de separação, ou ainda por métodos biofotolíticos. Armazena hidrogênio química ou fisicamente. Converte o hidrogênio acumulado em energia elétrica e térmica para uso.

CONSUMO ENERGÉTICO NO MUNDO Em 2005 ARUNACHALAM, V.S.; FLEISCHER, E.L. The Global Energy Landscape and Materials Innovation, MRS Bulletin, vol. 33, abril, 2008

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi/aggi_2009.fig2.png http://www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi/aggi_2009.fig2.png

PROBLEMAS CLIMÁTICOS ATUAIS

EMISSÕES DE CO 2 POR FONTE ENERGÉTICA

H2 COMO VETOR ENERGÉTICO

O QUE É NECESSÁRIO PARA ECON-H 2? Abaixamento substancial do custo de células a combustível para transporte; Desenvolvimento de diversos métodos de produção de H 2 comparáveis aos de produção de gasolina; Desenvolvimento de métodos viáveis de armazenagem de H 2 para uso em transporte, comparáveis aos de gasolina. Desenvolvimento de uma infraestrutura segura e efetiva para remessa contínua de H 2 desde a produção até a armazenagem para uso.

POR QUE A ECONOMIA DO H 2? Em 2030, no contexto da Economia do Hidrogênio, teremos que produzir cerca de 600 milhões de toneladas de H 2 para manter a atual estrutura de consumo energético para transporte no mundo. CRABTREE, G.W.; DRESSELHAUS, M.S. The Hydrogen Fuel Alternative, MRS Bulletin vol. 33, April 2008 http://www.mrs.org/bulletin - p. 421-428

PRODUÇÃO DO H2: TECNOLOGIAS

HIDROGÊNIO NÃO-CARBOGÊNICO: ALGUNS MÉTODOS Eletrólise alcalina Eletrólise ácida a membrana Eletrolise de alta temperatura a membrana Ciclos termoquímicos

ELETRÓLISE ALCALINA

ELETRÓLISE ÁCIDA

SISTEMA NÃO-CARBOGÊNICO DE BAIXA TEMPERATURA

FORMAS DE PRODUZIR H 2 EM ALTA TEMPERATURA Através de: Eletrólise a quente Ciclos Termoquímicos

ELETRÓLISE SOEC Nas condições CNTP, temos: H 2 O (l) H 2(g) + ½ O 2(g) (a 25ºC e 1 atm): ΔH = 68,3 kcal/g.mol; ΔS= 0,039 kcal/g.mol.k; ΔG=56.7 kcal/g.mol

HTE (HIGH TEMPERATURE ELECTROLYSIS)

ELETRÓLISE A MEMBRANA Possibilidades de utilização de membranas quando se eleva a temperatura Até 150º C De 200 a 300º C 600 a 900ºC PEMs Nafion Útil para reatores de Potência PWR Membranas de inorgânicos com transferência de catiônica. (H 3 O + ) NASICON, PRONAS Reator HTGR Membranas de óxido condutores de íons de oxigênio Cerâmicos: zircônias estabilizadas

CICLO S-I (ENXOFRE-IODO)

CICLO HÍBRIDO

HIDROGÊNIO NUCLEAR O QUE É? Produção de Hidrogênio em larga escala utilizando energia termo e eletronuclear. Reator HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor) + Produção Termo- ou Eletroquímica + Armazenagem e Transporte

REATOR HTGR

HTTR (JAERI JAPÃO)

DETALHES DO COMBUSTÍVEL NO REATOR HTGR

REATORES DE ALTA TEMPERATURA

REATORES DE ALTA TEMPERATURA

H 2 NUCLEAR COM ELETRÓLISE O 2

PROJETO IPEN/CNEN O Projeto Hidrogênio Nuclear IPEN/CNEN, de uma forma ampla, trata-se de uma planificação de longo prazo para atividades de pesquisa na área de produção de hidrogênio através de energia nuclear ou alternativas nãocarbogênicas, bem como, pesquisar armazenagem e transporte de gás.

PROJ H 2 NUCLEAR 1ª FASE 2009-2014 Montagem de um simulador de transferência térmica refrigerado a gás hélio para gerar fluxos térmicos em temperaturas variáveis de 100 a 1000ºC. Estudos de combustíveis nucleares para reatores HTGR. Experimentação, simulações e modelamentos de eletrólise em células PEMEC (Proton Exchange Membrane Electrolysis Cell) e SOEC (Solid Oxide Electrolysis Cell). Armazenamentos de hidrogênio em ligas metálicas e em outros materiais alternativos.

PROJ H 2 NUCLEAR 2ª FASE 2014-2019 Projeto de um reator do tipo HTGR nacional e seu combustível. Estudo de sistemas termoquímicos mais complexos (por exemplo: ciclo SI e semelhantes) que possuam maior rendimento que a eletrólise. Integração do conjunto de energia nuclear como o químico em esclado de planta piloto. Preparação de protótipos e pilotos de armazenamento e transporte de hidrogênio, como gás ou outras formas alternativas.

ENERGIA NC EM ÁREAS REMOTAS Área de ~100 m 2 (painel fotovoltáico) Produz 15 kg of H 2 /dia (Eletrólise) consumindo: 5-6 kwh para produzir 1 Nm 3 H 2. General view of The Science Burge Essa quantidade de H 2 daria cerca de 250 kwh/dia de energia elétrica convertido por célula a combustível. Detailed view of The Science Barge, showing the solar panels and small eolic turbines. The Science Barge is a project of Groundwork Hudson Valley in NY (14)

Obrigado! Adonis Marcelo Saliba Silva ( saliba@ipen.br )