Reforma eletroquímica de etanol para produzir hidrogênio

Abstract

A produção de energia elétrica vem se tornando um aspecto crucial da sociedade moderna. Em termos gerais, se associando a grandes centros produtores onde são produzidos milhares de megawatts e nas redes de tensão elétrica distribuidoras. No entanto, um dos grandes desafios para tornar mais sustentável é o desenvolvimento de uma matriz energética de um com “pequenos produtores independentes”. Isto também reduziria a dependência das fontes de energia oriundas do petróleo e melhoraria a distribuição. Dentro dessas tecnologias que permitem o desenvolvimento de uma matriz elétrica distribuída se encontram as baterias e as células a combustível. As baterias atuam como acumuladores de eletricidade que, quando necessário, liberarão essa eletricidade. As células a combustível são algo diferente, trata-se de sistemas de transformação da energia contida em um material combustível em energia elétrica. Neste âmbito, o uso do hidrogênio como combustível, cuja geração e acumulação não são simples, de forma que é necessário o desenvolvimento de sistemas eficientes para estes objetivos. Uma das alternativas para a produção de hidrogênio são os processos de eletrólise, que convencionalmente se baseia na eletrólise da água. Este processo apresenta a desvantagem da limitada eficiência e do elevado custo energético associado aos elevados sobrepotenciais requeridos para dissociar a molécula de água. Para superar isto, tem-se proposto a eletrólise dos álcoois ou reforma eletroquímica, especialmente metanol, etanol e glicerol, cujos potenciais de oxidação são muito inferiores aos correspondentes à agua. Estes sistemas permitiriam, gerar hidrogênio a um custo menor que posteriormente poderia ser utilizado nas células a combustível. Completando o “ciclo sustentável” do processo, poderiam ser utilizadas fontes renováveis, tais como a energia solar para poder fornecer a energia necessária ao sistema. Assim, a presente monografia de conclusão de curso apresenta o projeto de um sistema de reformado eletroquímico de etanol com o intuito de fornecer hidrogênio a um cilindro de armazenagem que depois poderá ser transportado às residências ou ser utilizado nos automóveis. O projeto inclui o sistema de alimentação do etanol, o reformador eletroquímico, o separador dos produtos gerados na oxidação do etanol 6 e o reciclo deste. De outro lado, apresenta-se o projeto do sistema de alimentação de água, o separador água-hidrogênio gerado e o compressor para enchimento do tanque de hidrogênio.