An??lise da viabilidade de um sistema de produ????o de energia limpa a partir da fonte prim??ria solar convertida em energia qu??mica
Analysis of the viability of a clean energy production system from the solar primary source converted into chemical energy: hydrogen
| dc.contributor | Adonis Marcelo Saliba Silva | |
| dc.creator | GARCIA NETO, JOSE dos S. | |
| dc.date | 2019 | |
| dc.date | 2019-12-23T15:14:08Z | |
| dc.date | 2019-12-23T15:14:08Z | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-28T14:13:01Z | |
| dc.date.available | 2023-09-28T14:13:01Z | |
| dc.identifier | http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30498 | |
| dc.identifier | 10.11606/D.85.2019.tde-03072019-141816 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9000727 | |
| dc.description | Frente a um panorama de escassez de combust??vel convencional f??ssil e disponibilidade hidr??ulica para a produ????o de energia el??trica, fontes alternativas de energia renov??vel se tornam cada vez mais urgentes e necess??rias. O hidrog??nio ?? o elemento qu??mico mais abundante dispon??vel no planeta, tornando-se um potente candidato para suprir essa escassez de energia, pois, ?? capaz de conter um grande potencial energ??tico compar??vel aos combust??veis f??sseis, como a gasolina ou carv??o. Sendo ele um vetor energ??tico, n??o se tem a possibilidade de sua "extra????o" direta, por??m, t??cnicas de obten????o do hidrog??nio s??o bastante flex??veis, conhecidas e utilizadas comercialmente. Este trabalho teve como objetivo o estudo e constru????o de um sistema para produ????o de energia limpa a partir da produ????o de hidrog??nio gasoso por eletr??lise da ??gua em meio alcalino, fazendo uso de um painel fotovoltaico como fonte alternativa de energia el??trica, bem como, a an??lise da efici??ncia energ??tica desta produ????o. Para garantir a obten????o dos gases hidrog??nio e oxig??nio separadamente foi utilizada uma membrana separadora de gases, o Zirfon?? Perl, permitindo a eletr??lise pelo eletrolisador projetado e constru??do especificamente para este estudo, sem a necessidade de um sistema de circula????o do eletr??lito. Para uma an??lise comparativa das efici??ncias, produziu-se hidrog??nio por eletr??lise alcalina de uma solu????o aquosa de KOH (1M) com energia fornecida por uma fonte externa DC e por um painel solar ligado diretamente ao eletrolisador. O c??lculo dessa efici??ncia foi feito pela rela????o entre a energia fornecida ?? eletr??lise pelas fontes (solar e externa) e a energia do hidrog??nio produzido com base no seu poder calor??fico inferior (LHV). Al??m disso, curvas de carga de tens??o e corrente do painel solar foram levantadas e estudadas para garantir a efetividade da liga????o direta com o eletrolisador, bem como ensaios de EIE (Espectroscopia de Imped??ncia Eletroqu??mica) foram realizados para an??lise da corros??o do eletrodo an??dico e determina????o da resist??ncia ??hmica do sistema eletrolisador. Foram realizadas medidas e obtidas a efici??ncia energ??tica com quatro montagens de sistemas eletrolisadores: 4 c??lulas com suprimento de energia por uma fonte externa DC, resultando em uma efici??ncia de 48,21%; 4 c??lulas e painel solar, 44,85%; 1 c??lula e fonte externa, 23,52 %; 1 c??lula e painel solar, 23,10%. Tamb??m foram calculadas efici??ncias energ??ticas da produ????o do hidrog??nio em fun????o do aumento de energia fornecida ?? eletr??lise. Todas as aquisi????es dos par??metros da eletr??lise foram realizadas com um sistema autom??tico projetado e constru??do especificamente para este trabalho, de forma que os dados foram obtidos a cada segundo, fornecendo valores em tempo real. Os resultados obtidos, tanto sobre os par??metros importantes para que uma eletr??lise para produ????o de hidrog??nio possa se tornar eficiente energeticamente, como sobre as solu????es para o desenvolvimento de um sistema com painel fotovoltaico que alimente diretamente o eletrolisador, ser??o de vital import??ncia para continua????o da pesquisa que envolva a utiliza????o otimizada do hidrog??nio em locais onde a energia el??trica proveniente de concession??rias seja escassa ou at?? mesmo inexistente. | |
| dc.description | Disserta????o (Mestrado em Tecnologia Nuclear) | |
| dc.description | IPEN/D | |
| dc.description | Instituto de Pesquisas Energ??ticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP | |
| dc.format | 225 | |
| dc.rights | openAccess | |
| dc.subject | solar cells | |
| dc.subject | photovoltaic conversion | |
| dc.subject | sodium hydroxides | |
| dc.subject | membrane pores | |
| dc.subject | electrolytes | |
| dc.subject | alkaline hydrolysis | |
| dc.subject | potassium hydroxides | |
| dc.subject | hydrogen fuel cells | |
| dc.subject | hydrogen generators | |
| dc.subject | gases | |
| dc.subject | zirconium alloys | |
| dc.subject | electrolysis | |
| dc.subject | energy efficiency | |
| dc.subject | energy source development | |
| dc.title | An??lise da viabilidade de um sistema de produ????o de energia limpa a partir da fonte prim??ria solar convertida em energia qu??mica | |
| dc.title | Analysis of the viability of a clean energy production system from the solar primary source converted into chemical energy: hydrogen | |
| dc.type | Disserta????o | |
| dc.coverage | N | |
| dc.local | S??o Paulo |