Produção de energia elétrica a partir de um sistema integrado que utiliza hidrogênio como combustível.

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: ALBUQUERQUE, Jonas Santana.
• Orientador(a): RAMOS, Wagner Brandão.
• Banca de defesa: VASCONCELOS , Luis Gonzaga Sales., VASCONCELOS, Antônio Carlos Sales.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hidrogênio; Eletrólise; Célula Combustível; Energia Elétrica; Hydrogen; Electrolysis; Fuel Cell; Electricity; Produção de energia elétrica; Fontes alternativas de energia elétrica
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia Química
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/8857

Atualmente, a eletricidade produzida mundialmente advém, em sua maior parte, de combustíveis fósseis que são processados e queimados, liberando grandes quantidades de poluentes ao meio ambiente. Neste cenário, o hidrogênio enquadra-se como uma alternativa autossustentável na matriz energética mundial. A produção de hidrogênio por meio da eletrólise da água utilizando a tecnologia PEM (Proton Exchange Membrane) tem sido explorada devido à operação flexível, geração de densidade de potenciais maiores quando comparada a outros tipos de eletrolisadores, hidrogênio com alta pureza e ausência de resíduos poluentes. Propõe-se, no presente trabalho, avaliar os parâmetros operacionais e econômicos de um sistema integrado de produção de energia elétrica utilizando hidrogênio eletrolítico. O sistema integrado é composto por dois blocos: um referente à produção de hidrogênio e outro referente à produção de energia elétrica. Como principais resultados obteve-se curvas características com perfil semelhante ao das curvas do manual do fabricante e identificação das perdas por ativação e das perdas ôhmicas na curva de polarização. A vazão real de produção de hidrogênio alcançou 59,5% de sua capacidade máxima, evidenciando que houve uma diminuição na eficiência do eletrolisador. A geração de 0,7 kW de potência nominal na célula combustível, durante 1 hora de funcionamento, consumiu em torno de 723 L de hidrogênio. Os custos de produção de hidrogênio utilizando energia elétrica da concessionária estão na faixa de 3,33 a 4,52 US$/kWh. A operação diária de 21 h/dia é a mais vantajosa por possuir os menores custos de produção de hidrogênio dentre as demais. O período de amortização foi de aproximadamente 7 anos para o eletrolisador com tecnologia PEM. Os valores de consumo e produção de energia elétrica apresentam uma significativa diferença em valores monetários, mesmo considerando a geração de energia elétrica para consumo na faixa de horários de maior valor na tarifa da concessionária.