Modelo funcional de um sistema para produção de hidrogênio verde

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moura, Lawrence Cézar Medeiros Araújo de
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58227
Resumo: As mudanças climáticas, nos últimos anos, têm sido mais intensas e explícitas para a sociedade, diante disso, a capacidade instalada de energias de fontes renováveis tem aumentado em diferentes países. Neste contexto, o hidrogênio verde é considerado uma das principais alternativas para viabilizar a substituição de fontes fósseis de energia para energias de fontes não fósseis atuando como um vetor energético para equilibrar a oferta e a demanda horária por energias renováveis. Esta tese tem como objetivo desenvolver um modelo funcional de um sistema de eletrólise utilizando água do mar para produzir hidrogênio verde. A pesquisa é caracterizada como aplicada, quanto à natureza; abordagem é quali-quanti; quanto aos objetivos, é exploratória e descritiva; e quanto ao procedimento metodológico, caracteriza-se como pesquisa bibliográfica e estudo de caso. O procedimento da pesquisa contemplou três etapas: i) pesquisa teórica, envolvendo a pesquisa bibliográfica exploratória nos temas: produção do hidrogênio, modelagem funcional de produtos e prospecção tecnológica e métodos de análise de patentes, e revisão bibliográfica sistemática sobre a tecnologia de eletrólise com uso direto da água do mar; ii) busca e análise de patentes para tecnologias de eletrólise direta da água do mar; iii) modelagem funcional de um sistema de eletrólise de água do mar. Foram identificados 138 documentos patentários e identificadas as principais tendências para esta tecnologia, além da construção do estado da arte para eletrólise direta da água do mar. Como resultado, foi desenvolvido um modelo funcional de um sistema de eletrólise direta da água do mar baseado no estudo das tecnologias disponíveis em documentos científicos e patentários, bem como utilizando as ferramentas de desenvolvimento do produto (Estruturação Funcional, Matriz Morfológica e Matriz de Decisão), contribuindo para o avanço científico e tecnológico na área de eletrólise direta da água do mar, além de contribuir para o desenvolvimento de um sistema capaz de produzir hidrogênio verde sem a utilização de água doce e potável, fator importante para regiões áridas e costeiras, que sofrem com a escassez de água e são favorecidas com a presença de energia solar e eólica.
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Neste contexto, o hidrogênio verde é considerado uma das principais alternativas para viabilizar a substituição de fontes fósseis de energia para energias de fontes não fósseis atuando como um vetor energético para equilibrar a oferta e a demanda horária por energias renováveis. Esta tese tem como objetivo desenvolver um modelo funcional de um sistema de eletrólise utilizando água do mar para produzir hidrogênio verde. A pesquisa é caracterizada como aplicada, quanto à natureza; abordagem é quali-quanti; quanto aos objetivos, é exploratória e descritiva; e quanto ao procedimento metodológico, caracteriza-se como pesquisa bibliográfica e estudo de caso. 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Como resultado, foi desenvolvido um modelo funcional de um sistema de eletrólise direta da água do mar baseado no estudo das tecnologias disponíveis em documentos científicos e patentários, bem como utilizando as ferramentas de desenvolvimento do produto (Estruturação Funcional, Matriz Morfológica e Matriz de Decisão), contribuindo para o avanço científico e tecnológico na área de eletrólise direta da água do mar, além de contribuir para o desenvolvimento de um sistema capaz de produzir hidrogênio verde sem a utilização de água doce e potável, fator importante para regiões áridas e costeiras, que sofrem com a escassez de água e são favorecidas com a presença de energia solar e eólica.Climate change, in recent years, has been more intense and explicit for society, as a result, the installed capacity of energy from renewable sources has increased in different countries. In this context, green hydrogen is considered one of the main alternatives to enable the substitution of fossil energy sources for energy from non-fossil sources, acting as an energy vector to balance the supply and demand for renewable energy. This thesis aims to develop a functional model of an electrolysis system using seawater to produce green hydrogen. The research is characterized as applied, in terms of nature; approach is quali-quanti; regarding the objectives, it is exploratory and descriptive; and as for the methodological procedure, it is characterized as bibliographical research and case study. The research procedure included three stages: i) theoretical research, involving exploratory bibliographic research on the topics: hydrogen production, functional product modeling and technological prospecting and patent analysis methods, and systematic bibliographic review on electrolysis technology with use straight from sea water; ii) search and analysis of patents for direct seawater electrolysis technologies; iii) functional modeling of a seawater electrolysis system. 138 patent documents were identified and the main trends for this technology were identified, in addition to the construction of the state of the art for direct electrolysis of seawater. As a result, a functional model of a direct seawater electrolysis system was developed based on the study of technologies available in scientific and patent documents, as well as using product development tools (Functional Structure, Morphological Matrix and Decision Matrix), contributing to scientific and technological advancement in the area of direct electrolysis of seawater, in addition to contributing to the development of a system capable of producing green hydrogen without the use of fresh and potable water, an important factor for arid and coastal regions, that suffer from water scarcity and are favored by the presence of solar and wind energy.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEOUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICAHidrogênio verdeEletrolisadorEletrólise direta da água do marModelo funcionalModelo funcional de um sistema para produção de hidrogênio verdeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALModelofuncionalsistema_Moura_2024.pdfapplication/pdf7010974https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/58227/1/Modelofuncionalsistema_Moura_2024.pdf3852e779bb4af32b714486b271acbf08MD51123456789/582272024-04-23 17:19:17.607oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/58227Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-04-23T20:19:17Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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