Tecnologias CCUS para integrar a redução de emissões com a utilização/transporte de H2V.
Pesquisador Líder:Profa. Diana Cristina Silva de Azevedo
Unidades de Pesquisa:Laboratório de Pesquisa em Adsorção e Captura de CO2
Laboratório de Modelagem e visualização 3D
Núcleo de Pesquisas em Lubrificantes
Laboratório de Conversão Energética e Inovação
Principais objetivos:
O objetivo central deste subprojeto é avançar em intensificação de processos para a produção de hidrogênio sustentável (musgo) através da otimização de tecnologias de separação (captura) de CO2 e de sua reação com hidrogênio (para a produção de metanol) por meio de experimentação e ferramentas de simulação computacional associadas a aprendizado de máquina. Para atingir este objetivo geral, são estabelecidos os seguintes objetivos específicos:
Desenvolver modelos de Machine Learning que possam otimizar processos de captura de CO2 de misturas ricas em H2 provenientes de diferentes precursores (glicerol, etanol, resíduos orgânicos) e processos (pirólise, gaseificação, reforma);
Desenvolver modelos dinâmicos para a simulação de processo de produção de H2 limpo acoplando simulação molecular para apoiar a previsão do equilíbrio de adsorção de misturas;
Avaliar condições de operação da reação de síntese de metanol com blendas de catalisadores e adsorventes no intuito de se buscar as melhores janelas de operação de acordo com o catalisador;
Validação e treino dos modelos (dinâmico e de Machine Learning, respectivamente);
Análise paramétrica em busca da otimização e intensificação de processo.
Potencial de mercado e desenvolvimento tecnológico:
A produção não eletrolítica de hidrogênio a partir de precursores renováveis, o chamado hidrogênio musgo, é uma alternativa sustentável ao hidrogênio verde, desde que o CO2 associado seja devidamente capturado. Precursores como biogás, etanol, glicerol e resíduos agroindustriais são abundantes e têm logística adequada para gerar H2 em escala por processos de digestão, reforma ou térmicos. O hidrogênio gerado deve ser purificado/armazenado/transportado e/ou convertido a moléculas-plataforma, como o metanol, que têm um mercado amplo. As inovações tecnológicas incluem avanços na produção do hidrogênio musgo (particularmente otimizando a captura de carbono mandatória) e na conversão em metanol (e.g., mediante a remoção de água). Esses avanços contribuem para maior eficiência processual, viabilidade econômica e menor impacto ambiental.
