Projeto de uma unidade de eletroreforma para obtenção de hidrogênio residencial a partir de energia solar fotovoltaica

Abstract

A dependência de combustíveis fósseis vem se tornando um problema para o futuro do planeta, não somente por se tratar de um recurso finito, senão também pela liberação de gases de efeito estufa derivados de sua combustão. Assim a busca por combustíveis renováveis vem se tornado um objetivo globalmente aceito e muitas opções vem surgindo ao passar dos anos, como a energia eólica, a energia solar, a energia hidráulica, dentre outras. Assim, é necessário o desenvolvimento de uma nova matriz energética e dentro das tecnologias que permitem esse surgimento, as células a combustíveis tomam a dianteira. Essas células são à, primeira vista, baterias que funcionam de forma contínua por meio da conversão direta de um combustível em energia elétrica sem que exista processo de combustão com liberação de energia térmica. Um combustível com um papel fundamental nesta busca é o hidrogênio, cujo produto de oxidação é a água, de forma que se trata de um combustível plenamente limpo. Existem várias maneiras de se obter o hidrogênio como a reforma a vapor, hidrólise, pirólise e fermentação, mas o processo de eletrólise vem ganhando mais destaque, usualmente utilizando a água como matéria-prima. Este processo, embora vantajoso na diminuição da liberação de dióxido de carbono (CO2), possui a desvantagem de precisar de uma alta quantidade de energia para a quebra da molécula da água, além de sua limitada eficiência. Para superar esses obstáculos, tem se proposto a utilização de álcoois como matéria-prima, uma vez que seus potenciais de oxidação são inferiores ao da água. Assim, a reforma eletroquímica poderia possibilitar a geração de hidrogênio com um custo menor, que pode ser utilizado nas células a combustíveis para o consumo e para se ter um combustível 100% livre da emissão de CO2, com a possibilidade de extrair a energia necessária a partir de uma fonte renovável como a energia solar fotovoltaica. Com isso em mente, a presente monografia de conclusão de curso apresenta um projeto de sistema de energia solar fotovoltaica juntamente com um sistema de reforma eletroquímica para a geração de hidrogênio que será armazenado para seu eventual futuro aproveitamento em uma célula a combustível.