Desenvolvimento e análise experimental de um gerador de hidrogênio por eletrólise

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rezende, Lucas de Almeida
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/214917
Resumo: Este trabalho tem o objetivo apresentar o processo de construção de um eletrolisador de água utilizando materiais de baixo custo. Aplicando a metodologia de planejamento avançado de qualidade do produto, modelagem termodinâmica e eletroquímica, foi possível construir um eletrolisador que custou apenas US$ 205,00. A análise técnica e econômica do protótipo educacional foi feita considerando um circuito de eletrodos em paralelo, uma usina fotovoltaica de 3 kW e radiação solar média de 890 W/m2. Os sais KOH e NaOH foram utilizados nas concentrações molares de 64 e 39 g.L-1 de água, respectivamente, para a determinação do rendimento do eletrolisador. Durante a análise técnica foram aplicadas tensão de 12 V e corrente de 60 A, produzidos pelos painéis fotovoltaicos, o que resultou em uma vazão mássica de hidrogênio, similar para as duas soluções eletrolíticas, de 0,025 Nm3.h-1. O rendimento do eletrolisador para este cenário foi de aproximadamente 2%, com uma eficiência de eletrólise de 10%. Os custos de produção do hidrogênio deste eletrolisador variaram de US$ 0.64 a US$ 0.70 por kWh. Com auxílio de um sensor de temperatura foi observado um aumento na temperatura dos eletrodos de acordo com o aumento da corrente. A temperatura máxima do eletrolisador usando KOH foi de 55 °C e utilizando o NaOH a temperatura foi de 45 °C. Nota-se que o aumento da produção de hidrogênio está relacionado com o aumento da temperatura do eletrizador. Conclui-se que os resultados da análise técnica e econômica de um sistema de produção de hidrogênio utilizando painéis fotovoltaicos ligados em paralelo, mostraram que este sistema tem capacidade para ser uma alternativa de produção de energia limpa no futuro.
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