{"id":2338,"date":"2022-08-09T17:10:34","date_gmt":"2022-08-09T20:10:34","guid":{"rendered":"https:\/\/cienciasbahia.org.br\/novo\/?p=2338"},"modified":"2022-08-29T17:11:42","modified_gmt":"2022-08-29T20:11:42","slug":"uso-eficiente-de-etanol-para-producao-de-hidrogenio-e-eletricidade","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciasbahia.org.br\/novo\/2022\/08\/09\/uso-eficiente-de-etanol-para-producao-de-hidrogenio-e-eletricidade\/","title":{"rendered":"Uso eficiente de etanol para produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio e eletricidade"},"content":{"rendered":"
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Novidade no mundo, t\u00e9cnica pesquisada no Research Centre for Greenhouse Gas Innovation (RCGI) promete reduzir o custo de energia el\u00e9trica ao longo do processo.<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

Entre as fontes de produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio no mundo est\u00e1 a reforma eletroqu\u00edmica, que trabalha com a oxida\u00e7\u00e3o de \u00e1lcoois e redu\u00e7\u00e3o da \u00e1gua. Essa novidade, que passou a ser usada de forma sistem\u00e1tica no mundo h\u00e1 cerca de dois anos, est\u00e1 sendo empregada no projeto Uso eficiente de etanol para produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio e eletricidade, desenvolvido no \u00e2mbito do Research Centre for Greenhouse Gas Innovation (RCGI), centro de pesquisa financiado pela Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (Fapesp) e pela Shell. \u201cO hidrog\u00eanio \u00e9 o combust\u00edvel do futuro, mas o etanol n\u00e3o fica atr\u00e1s nessa corrida. Juntos, eles podem dar ao Brasil um papel de protagonismo na luta por um combust\u00edvel verde\u201d, diz o engenheiro qu\u00edmico Hamilton Varela, coordenador do projeto e tamb\u00e9m diretor do Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos (IQSC) da USP.<\/div>\n
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Segundo o qu\u00edmico Germano Tremiliosi Filho, vice-coordenador do projeto, uma das vantagens desse tipo de rea\u00e7\u00e3o \u00e9 reduzir o custo de energia el\u00e9trica ao longo do processo. \u201cNa produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio em escala comercial por eletr\u00f3lise da \u00e1gua aplica-se uma voltagem no sistema da ordem de dois volts. J\u00e1 no caso da reforma eletroqu\u00edmica, esse potencial energ\u00e9tico \u00e9 muito mais baixo, entre 0,6 e 0,7 volts. Ou seja, trabalha-se com uma quantidade energ\u00e9tica 1\/3 menor do que a exigida pela eletr\u00f3lise da \u00e1gua\u201d, afirma o professor do IQSC.<\/p>\n

O projeto come\u00e7ou em agosto do ano passado e re\u00fane quatro professores do IQSC, que se dividem pelas diversas etapas do processo. Varela cuida do chamado mecanismo de rea\u00e7\u00e3o, onde se debru\u00e7a sobre as equa\u00e7\u00f5es do passo a passo da rea\u00e7\u00e3o de oxida\u00e7\u00e3o do etanol, que \u00e9 a fase mais complexa que ocorre no reformador. \u201cPor meio de simula\u00e7\u00f5es, a ideia \u00e9 descobrir quais catalisadores favorecem a quebra da mol\u00e9cula do etanol, como \u00e9 o caso do catalisador de platina, o mais utilizado para essa rea\u00e7\u00e3o\u201d, aponta o pesquisador. \u201c\u00c9 uma etapa inicial, mas primordial para o desenrolar das outras fases. Essas informa\u00e7\u00f5es contribuem para que os demais colegas consigam desenvolver c\u00e9lulas a combust\u00edvel e reformadores eletroqu\u00edmicos mais eficientes ao longo do projeto.\u201d<\/p>\n

Na reforma eletroqu\u00edmica, os catalisadores desempenham papel fundamental, pois provocam tanto a oxida\u00e7\u00e3o do etanol quanto a redu\u00e7\u00e3o da \u00e1gua e assim fazem com que a c\u00e9lula de reforma eletroqu\u00edmica gere hidrog\u00eanio. \u201cEstamos desenvolvendo catalisadores para a redu\u00e7\u00e3o da \u00e1gua, tanto a base de sulfetos quanto de metais de transi\u00e7\u00e3o, como n\u00edquel e ferro, que, por sinal, s\u00e3o materiais mais baratos do que a platina, por exemplo\u201d, esclarece Tremiliosi Filho.<\/p>\n

No decorrer do projeto, os pesquisadores pretendem desenvolver uma c\u00e9lula de membrana polim\u00e9rica que, por meio da reforma eletroqu\u00edmica, possa converter etanol e \u00e1gua em hidrog\u00eanio para abastecer c\u00e9lulas a combust\u00edvel. \u201cA ideia \u00e9 que, no futuro, as resid\u00eancias possuam c\u00e9lulas a combust\u00edvel estacion\u00e1rias, aos moldes do que acontecia no passado com os geradores a \u00f3leo diesel\u201d, prev\u00ea Varela. \u201cEssas c\u00e9lulas a combust\u00edvel v\u00e3o alimentar os ve\u00edculos, bem como fornecer eletricidade para a casa. Tudo com hidrog\u00eanio.\u201d<\/p>\n

Em um motor el\u00e9trico operado por c\u00e9lula a combust\u00edvel do tipo hidrog\u00eanio\/oxig\u00eanio, a efici\u00eancia do ve\u00edculo supera em muito os motores de combust\u00e3o interna. \u201cO hidrog\u00eanio \u00e9 o combust\u00edvel consagrado para esse tipo de motor el\u00e9trico\u201d, aponta Varela. De qualquer forma, os pesquisadores do projeto tamb\u00e9m est\u00e3o interessados em entender como seria utilizar etanol diretamente nesse tipo de motor. \u201cMas ainda existe um grande desafio que consiste em romper a mol\u00e9cula de etanol para gerar eletricidade de forma eficiente em um cen\u00e1rio de baixa temperatura, como \u00e9 o caso do motor operado por c\u00e9lula a combust\u00edvel direta de etanol\u201d, observa Tremiliosi Filho.<\/p>\n

No momento, os qu\u00edmicos Edson Antonio Ticianelli e Joelma Perez, ambos integrantes do projeto, buscam compreender como as diferen\u00e7as de temperatura impactam o processo. \u201cUma hip\u00f3tese nesse caso seria instalar a bordo do ve\u00edculo um reformador eletroqu\u00edmico que processaria etanol e \u00e1gua em hidrog\u00eanio, antes de jog\u00e1-lo na c\u00e9lula a combust\u00edvel para operar o motor el\u00e9trico. Mas o desenvolvimento do reformador ainda demanda muita pesquisa, inclusive em n\u00edvel mundial\u201d, diz Tremiliosi Filho. \u201cOu seja, a c\u00e9lula a combust\u00edvel direta de etanol \u00e9 uma proposta de longo prazo.\u201d<\/p>\n

Os pesquisadores n\u00e3o escondem o entusiasmo pelo projeto. \u201cO Brasil \u00e9 um pa\u00eds privilegiado em rela\u00e7\u00e3o ao etanol. Temos uma \u00f3tima infraestrutura de distribui\u00e7\u00e3o, por exemplo\u201d, constata Varela. Por sinal, o Grupo de Eletroqu\u00edmica (GE), do IQSC, cumpre um papel importante nessa hist\u00f3ria: desde a funda\u00e7\u00e3o, em 1973, realiza uma s\u00e9rie de pesquisas voltadas \u00e0 interconvers\u00e3o entre energias qu\u00edmicas. \u201cO Brasil evoluiu muito nesse sentido. Se antes era preciso deixar o carro a etanol esquentando antes de circular com ele, hoje isso faz parte do passado. Sem contar que atualmente boa parte de nossa frota \u00e9 flex, ou seja, aceita tanto etanol quanto gasolina, e suas misturas em todas as propor\u00e7\u00f5es. N\u00e3o se pode esquecer que \u00e9 uma tecnologia desenvolvida no Pa\u00eds.\u201d<\/p>\n

Atualmente, dentre outras iniciativas, o Grupo de Eletroqu\u00edmica abriga o projeto do RCGI. \u201c\u00c9 uma honra fazer parte desse grupo reconhecido internacionalmente\u201d, diz Varela. \u201cAqui fazemos de ci\u00eancia b\u00e1sica, para entender desde a complexidade de uma rea\u00e7\u00e3o eletrocatal\u00edtica, at\u00e9 a ci\u00eancia aplicada. No momento, temos c\u00e9lulas a combust\u00edvel em plena atividade no laborat\u00f3rio. Gra\u00e7as a isso, nossos alunos adquirem uma vis\u00e3o mais ampla do processo.\u201d<\/p>\n

Segundo Varela, embora os motores el\u00e9tricos sejam tend\u00eancia, os motores a combust\u00e3o movidos a etanol dever\u00e3o permanecer no futuro. \u201cA eletrifica\u00e7\u00e3o do sistema \u00e9 importante, sobretudo, para pa\u00edses que dependem exclusivamente de combust\u00edveis de origem f\u00f3ssil, mas esse n\u00e3o \u00e9 o caso do Brasil\u201d, observa o pesquisador. A quest\u00e3o \u00e9 o baixo rendimento do motor a combust\u00e3o, que n\u00e3o ultrapassa os 30%. Nesse sentido, os pesquisadores nada podem fazer. \u201c\u00c9 uma limita\u00e7\u00e3o termodin\u00e2mica imposs\u00edvel de ser mudada, pois trata-se de uma lei da f\u00edsica, regida pelo ciclo de Carnot. Entretanto, os motores el\u00e9tricos apresentam efici\u00eancia de at\u00e9 90%. \u00c9 isso que nos estimula a desenvolver reformadores eletroqu\u00edmicos associados a c\u00e9lulas a combust\u00edvel para operar esse tipo de motor\u201d, conclui Tremiliosi Filho. \u201cDe qualquer forma, no futuro a matriz energ\u00e9tica ser\u00e1 m\u00faltipla e todas as alternativas para brecar o aquecimento global s\u00e3o bem-vindas.\u201d<\/p>\n

Sobre o RCGI \u2013 O Centro de Pesquisa para Inova\u00e7\u00e3o em Gases de Efeito Estufa (RCGI) \u00e9 um Centro de Pesquisa em Engenharia, criado em 2015, com financiamento da Fapesp e da Shell. As pesquisas do RCGI s\u00e3o focadas em inova\u00e7\u00f5es que possibilitem ao Brasil atingir os compromissos assumidos no Acordo de Paris, no \u00e2mbito das NDCs \u2013 Nationally Determined Contributions. Os projetos de pesquisa \u2013 19, no total \u2013 est\u00e3o ancorados em cinco programas: NBS (Nature Based Solutions); CCU (Carbon Capture and Utilization); BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage); GHG (Greenhouse Gases) e Advocacy. Atualmente, o centro conta com cerca de 400 pesquisadores. Saiba mais\u00a0aqui<\/a>.<\/p>\n

Fonte: Jornal da USP \/ Assessoria de Comunica\u00e7\u00e3o do RCGI<\/p>\n

Foto: Jornal da USP \/ Pixabay<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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