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TRABALHOS DE FIM DE CURSO @PUC-Rio
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Título: MODELAGEM TERMODINÂMICA DA REFORMA DE ETANOL EM HIDROGÊNIO VERDE PARA USO NO SETOR MOBILIDADE
Autor(es): RODRIGO FAGUNDES FIGUEIRA PINHO
Colaborador(es): FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE - Orientador
FLAVIA DE MIRANDA GONCALVES - Coorientador
Catalogação: 01/AGO/2023 Língua(s): PORTUGUÊS - BRASIL
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.
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Referência(s): [pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=63418@1
[en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=63418@2
DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.63418
Resumo:
A degradação ambiental é um problema global que leva à perda de biodiversidade, destruição de habitats naturais e aumento da poluição do ar e da água. O uso insustentável dos recursos naturais, a poluição industrial e o desmatamento são alguns dos principais fatores que contribuem para esse declínio. Os combustíveis renováveis são fontes de energia sustentáveis e amigas do ambiente. Isso inclui energia solar, eólica, hídrica e de biomassa. Esses recursos fornecem alternativas viáveis aos combustíveis fósseis, reduzem as emissões de gases de efeito estufa e reduzem a dependência de recursos não renováveis. O hidrogênio verde é uma forma de energia renovável produzida pela eletrólise da água usando eletricidade de fontes renováveis. É uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis que contribui para a redução das emissões de gases de efeito estufa e para a transição para uma economia mais limpa e sustentável. O objetivo do trabalho é realizar uma modelagem termodinâmica da produção e armazenamento de hidrogênio em células a combustível e através dos resultados termodinâmicos provar a eficácia de 6 casos envolvendo 3 rotas de reforma de etanol (Reforma a Vapor, Oxidação Parcial e Reforma Auto Termal) e 2 tipos de células a combustível (PEMFC e SOFC), gerando assim diferentes resultados e durante a conclusão, definir: os calores envolvidos na produção de hidrogênio e carregamento das células a combustível, a potência elétrica que a CaC irá alcançar em diferentes parâmetros (temperatura, taxa de oxigênio e vapor) e dessa forma, julgar o melhor caso de acordo com os resultados obtidos. Através da modelagem do equilíbrio termodinâmico por minimização da energia livre de Gibbs usando uma rotina desenvolvida no software MATLAB, é possível encontrar as composições dos produtos da reforma do etanol e a partir disso calcular a eficiência e a demanda por energia nas três rotas de reforma do etanol. A conclusão foi baseada nos cálculos dos calores e os critérios para a escolha do melhor caso foram, rendimento na produção de hidrogênio, espontaneidade de reação, menor taxa de emissão de gases poluentes (como o monóxido de carbono) e baixas demandas de energia/calor. Conclui-se que as condições ótimas de reforma do etanol são através da reforma a vapor em temperaturas entre 900K e 1100 K com uma razão de vapor por etanol superior a 6 (quanto maior melhor).
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