| Título: | ANÁLISE EXERGOECONÔMICA DE UMA CÉLULA A COMBUSTÍVEL DE MEMBRANA DE TROCA DE PRÓTONS (PEM) | ||||||||||||
| Autor(es): |
JOSE LUIZ BRANDAO DE ALBUQUERQUE MARANHAO |
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| Colaborador(es): |
FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE - Orientador JOSE EDUARDO SANSON DE PORTELLA CARVALHO - Coorientador |
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| Catalogação: | 13/JUL/2022 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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| Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TRABALHO DE FIM DE CURSO | ||||||||||
| Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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| Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=59944@1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=59944@2 |
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| DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.59944 | ||||||||||||
| Resumo: | |||||||||||||
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A crescente demanda por energia, associada à natureza finita e poluente de parte majoritária da matriz energética atual, motivam a busca por novos meios mais eficientes, renováveis, e de menor impacto ambiental. Neste contexto, o grande potencial apresentado pelas células a combustível como parte deste esforço é evidente. Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de um simulador, programado no software MATLAB, que permita a realização da análise de indicadores exergoeconômicos relacionados à operação de uma célula a combustível baseada de membrana de troca de prótons (PEMFC) abastecidas com hidrogênio puro. A validação da modelagem implementada foi feita através da análise comparativa entres os resultados gerados pela simulação e os resultados teóricos e experimentais levantados por meio de uma revisão bibliográfica. Os efeitos das variações de temperatura e pressão associados a variações na densidade de corrente foram analisados. Foi possível concluir que temperatura e pressões mais elevadas possuem impactos positivos nas eficiências exergéticas e energéticas, na potência gerada, e no custo exergético da potência. Também foi observado que para um intervalo específico de densidade de corrente, entre 0 e cerca de 1,2 A/cm2, maiores densidades se traduzem em maiores potências produzidas. No entanto, maiores densidades de correntes sempre estão associadas a menores eficiências e custos exergéticos mais elevados. Por meio da realização de uma análise de sensibilidade, os efeitos da temperatura, pressão, densidade de corrente, estequiometrias, custo do hidrogênio, taxa de juros anual, e custo de aquisição da célula foram investigados. Pode-se observar o efeito positivo da redução da estequiometria do hidrogênio no custo exergético da potência e na eficiência energética, uma melhora até 20% e 25% quando se reduz a estequiometria em 20%, respectivamente. Ainda relacionado ao hidrogênio, a diminuição de seu custo exergético causa uma expressiva diminuição no custo exergético da potência gerada, e seu aumento também provoca o aumento no custo da potência, em ambos os casos em até 20%, para o intervalo analisado. Por fim, a análise de sensibilidade demonstrou que o apesar de serem parâmetros levados em consideração no cálculo do custo exergético da potência produzida pela célula, a taxa anual de juros e o custo de aquisição da célula possuem uma influência marginal neste resultado.
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