A importância da etapa de armazenamento e do inventário de dados na avaliação do ciclo de vida do hidrogénio

• Autor(a) principal: Correia, Pedro Miguel Alves Marques Carmo
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/17083
• topic: Engenharia mecânica; Combustíveis alternativos; Energias renováveis; Hidrogénio - Armazenamento; Hidretos - Magnésio

O setor dos transportes é dos que mais contribui para as emissões globais de GEE pela utilização dos combustíveis fosseis. Este é um setor com grande relevância nas metas de emissões de gases poluentes, sendo que existem várias alternativas energéticas em desenvolvimento. Um dos vetores energéticos com maior interesse para este setor é o hidrogénio. Este possui uma elevada densidade energética por unidade de massa, é energeticamente mais eficiente do que os combustíveis fosseis, a sua utilização não tem emissões locais de GEE e pode ser armazenado. Existe no entanto muito trabalho e investigação pela frente nomeadamente na etapa de armazenamento e nas suas avaliações de desempenho e quantificações de energia. Assim, esta dissertação visa estudar um processo de armazenamento de H2 muito promissor, o armazenamento num hidreto metálico (o hidreto de magnésio) utilizando um catalisador, o dióxido de titânio. O objetivo principal consistiu em avaliar o comportamento cinético e gravimétrico do sistema MgH2/TiO2 assim como criar um inventário de dados de materiais e energia usados durante o procedimento experimental. Os resultados demonstraram que o catalisador tem um efeito significativo no desempenho gravimétrico (mais 6% de H2 do que sem catalisador) e ainda mais na cinética da reação para mais curtos intervalos de tempo. A temperatura desempenha também um papel importante sendo que a 320ºC é libertado cerca de 3 vezes mais H2 do que a 300ºC ao fim de meia hora. Com o decorrer dos ciclos de dessorção/absorção o comportamento da amostra melhora até ao 10º ciclo, mas logo a seguir apresenta um declínio que pode ser explicado por possíveis contaminações. Os resultados relativos ao potencial de armazenamento de H2 para o sistema estudado são semelhantes a alguns sistemas encontrados na literatura, nomeadamente o MgH2/NiCl2 com 4,6wt% de H2 a 300ºC ao fim de uma hora, e até superiores, ao MgH2/CoCl2, com apenas 2,2wt% nas mesmas condições. Para os dados de inventário os resultados demonstraram que em termos absolutos o processo de moagem mecânica do sistema MgH2/TiO2 é o que consome mais energia. O procedimento experimental apresenta um rácio de consumo/retorno de energia muito elevado explicado pela escala aqui utilizada. Do ponto de vista energético a utilização de temperaturas de dessorção superiores é mais eficiente pela rapidez de dessorção de H2 deste sistema, até 25,5%, entre as temperaturas de 300ºC e 320ºC. Neste trabalho foi também realizada uma otimização energética do procedimento experimental, através da determinação e utilização da taxa de aquecimento do forno mais eficiente, e uma otimização mássica, pela utilização de massa adicional deste sistema durante os processos, tendo como objetivo final a redução da energia consumida nas unidades de inventário utilizadas de kJ/g MgH2. Palavras-Chave Resumo