Materiais e tecnologias de armazenamento e transporte de hidrogênio.
Pesquisador Líder:Prof. Hélio Cordeiro de Miranda
Unidades de Pesquisa:Laboratório de Pesquisa e Tecnologia em Soldagem
Laboratório de Modelagem e visualização 3D
Laboratório de Conversão Energética e Inovação
Principais objetivos:
O objetivo principal deste subprojeto é o estudo sistemático dos materiais críticos para viabilizar as diferentes tecnologias de armazenamento e transporte requeridos pela cadeia de H2 verde. Para atingir tal objetivo, são estabelecidos os seguintes objetivos específicos:
Investigar materiais metálicos de uso comum nas instalações de reservatórios e gasodutos e compará-los com materiais especiais quanto a sua degradação quando expostos ao H2 em condições próximas a de operação ou de envelhecimento acelerado, visando redução de custos;
Selecionar materiais metálicos alternativos considerando a aplicação de armazenamento em ambientes pressurizados e em ambientes criogênicos.
Otimizar o método de estocagem estacionário em meios porosos em subsuperfície (reservatórios de petróleo e gás), com especial atenção as limitações nas concentrações de H2 e condições de operação impostas pelos materiais utilizados na instalação;
Determinar, através de simulação molecular, o melhor material adsorvente entre carbono ativado, zeólitas e estruturas metalorgânicas (MOFs) e a respectiva combinação de pressão e temperatura ótimas para o processo de crio-adsorção.
Potencial de mercado e desenvolvimento tecnológico:
Não há como operar um hub de hidrogênio de alta capacidade de produção sem soluções de armazenamento e transporte em diferentes escalas. O H2 tem características muito particulares, diferentes dos gases que são normalmente transportados e estocados, por este motivo não há experiencias práticas para sua estocagem e transporte. O projeto pretende contribuir para identificar potenciais materiais e sistemas (subsuperfície e crio-adsorção) que possam ser utilizados nos sistemas de armazenamento e transporte de H2. Materiais metálicos serão avaliados utilizando simulação numérica e ferramentas de análise metalúrgica e estrutural de componentes. Adicionalmente serão feitos testes experimentais empregando um simulador termo-mecânico e uma bancada de testes (projeto piloto) projetada e construída especificamente para reproduzir condições existentes no armazenamento e transporte de H2. O projeto desenvolverá uma ferramenta de tomada de decisão rápida, baseada em inteligência artificial na definição das condições ideais de armazenamento em subsuperfície (reservatórios de petróleo). Para transporte acima de 250 km a solução de crio-adsorção pretende substituir o processo convencional de criogenia, tornando-o mais econômico.
