{"id":10747,"date":"2023-09-11T11:00:34","date_gmt":"2023-09-11T14:00:34","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/pt\/\/?p=10747"},"modified":"2023-09-29T15:04:19","modified_gmt":"2023-09-29T18:04:19","slug":"gasto-de-energia-no-transporte-e-armazenamento-de-hidrognio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/pt\/geral\/gasto-de-energia-no-transporte-e-armazenamento-de-hidrognio\/","title":{"rendered":"Gasto de Energia como um fator no Transporte e Armazenamento de Hidrog\u00eanio"},"content":{"rendered":"<p style=\"background: #F9F9F9\"><strong><span style=\"font-family: 'Arial',sans-serif;color: #4c4b49\">O hidrog\u00eanio \u00e9 fundamental para a descarboniza\u00e7\u00e3o, tanto na ind\u00fastria qu\u00edmica quanto nas na\u00e7\u00f5es desenvolvidas. No entanto, embora seja relativamente f\u00e1cil e barato de produzir, o <a href=\"https:\/\/blog.wika.com\/pt\/\/know-how\/mobilidade-a-hidrogenio-o-futuro-dos-motores-limpos-em-conformidade-com-os-padroes-de-hoje\/\" class=\"local-link\">H<\/a><\/span><\/strong><strong><sub><span style=\"font-size: 9.0pt;font-family: 'Arial',sans-serif;color: #4c4b49\">2<\/span><\/sub><\/strong><strong><span style=\"font-family: 'Arial',sans-serif;color: #4c4b49\"> puro \u00e9 notoriamente dif\u00edcil de transportar e armazenar. A maioria dos m\u00e9todos exige altos custos operacionais e\/ou de energia.<\/span><\/strong><span style=\"font-family: 'Arial',sans-serif;color: #4c4b49\"><\/span><\/p>\n<p style=\"background: #F9F9F9\"><span style=\"font-family: 'Arial',sans-serif;color: #4c4b49\">O H tem a menor massa de todos os elementos conhecidos, e o H<\/span><sub><span style=\"font-size: 9.0pt;font-family: 'Arial',sans-serif;color: #4c4b49\">2<\/span><\/sub><span style=\"font-family: 'Arial',sans-serif;color: #4c4b49\"> \u00e9 a mais leve de todas as mol\u00e9culas. Portanto, o hidrog\u00eanio tem uma densidade extremamente baixa \u00e0 press\u00e3o atmosf\u00e9rica. Para armazen\u00e1-lo e transport\u00e1-lo de forma eficiente, ele precisa primeiro ser condensado. Os m\u00e9todos convencionais incluem:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong>Compress\u00e3o de alta press\u00e3o<\/strong><sup>o<\/sup>&#8211; para H<sub>2<\/sub> em um estado gasoso, press\u00f5es de 5.000 a 10.000 psi (350 a 700 bar) ou mais<\/li>\n<li><strong>Liquefa\u00e7\u00e3o criog\u00eanica<\/strong> &#8211; para H<sub>2<\/sub> em estado l\u00edquido, resfriando-o abaixo de seu ponto de ebuli\u00e7\u00e3o de -423\u00b0F (-253\u00b0C, 20,28 K)<\/li>\n<li><strong>Armazenamento em estado s\u00f3lido<\/strong> \u2013 adsor\u00e7\u00e3o para armazenamento de hidrog\u00eanio na superf\u00edcie de s\u00f3lidos; absor\u00e7\u00e3o para armazenamento de hidrog\u00eanio dentro da estrutura reticular de s\u00f3lidos<\/li>\n<\/ul>\n<p>Todas as tr\u00eas abordagens envolvem altos custos operacionais e\/ou de energia (<a href=\"https:\/\/www.mdpi.com\/1996-1073\/13\/22\/6040\" class=\"ext-link\" rel=\"external nofollow\" onclick=\"this.target=&#039;_blank&#039;;\">Rao &amp; Yoon, 2020<\/a>):<\/p>\n<ul>\n<li>Os tanques que podem resistir \u00e0 essa alta press\u00e3o exigem o uso de materiais compostos caros.<\/li>\n<li>A liquefa\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio requer um processo de resfriamento com v\u00e1rios armazenamentos e gasta o equivalente a cerca de 40% do seu conte\u00fado energ\u00e9tico.<\/li>\n<li>As desvantagens do armazenamento em estado s\u00f3lido:\n<ul>\n<li>baixa capacidade gravim\u00e9trica de &lt;5,5 % em peso (o DOE tem como meta 6 % em peso)<\/li>\n<li>reversibilidade limitada sob press\u00f5es e temperaturas ideais<\/li>\n<li>instabilidade dos materiais de armazenamento<\/li>\n<li>necessidade de baixas temperaturas (\u2212321\u00b0F \/ \u2212196\u00b0C)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>Esses custos, especialmente em termos de energia, t\u00eam um impacto negativo no potencial l\u00edquido zero do uso do hidrog\u00eanio, principalmente se a energia necess\u00e1ria for proveniente de fontes n\u00e3o renov\u00e1veis. Os custos de energia para transportar o hidrog\u00eanio por longas dist\u00e2ncias e armazen\u00e1-lo por longos per\u00edodos contribuem para esse dilema.<\/p>\n<p>Por esses motivos, os pesquisadores est\u00e3o trabalhando em novas formas de armazenamento de hidrog\u00eanio, que consumam menos energia. Um processo que se mostra promissor \u00e9 o uso de transportadores de hidrog\u00eanio org\u00e2nico l\u00edquido (LOHCs), que tamb\u00e9m abre novas possibilidades para a captura de calor e a regenera\u00e7\u00e3o de catalisadores.\u00a0<\/p>\n<h2><strong>Sistemas LOHC: Muitos pontos positivos (e alguns negativos)<\/strong><\/h2>\n<p>Como o pr\u00f3prio nome indica, os transportadores de hidrog\u00eanio org\u00e2nico l\u00edquido s\u00e3o compostos de carbono-hidrog\u00eanio ou carbono-carbono que permanecem l\u00edquidos em temperaturas e press\u00f5es ambientes. Para transportar o hidrog\u00eanio, os LOHCs com baixo teor de hidrog\u00eanio reagem com o hidrog\u00eanio em uma rea\u00e7\u00e3o catal\u00edtica exot\u00e9rmica em press\u00e3o elevada (435-725 psi \/ 30-50 bar) e altas temperaturas (302-392\u00b0F \/ 150-200\u00b0C). Uma vez saturada, a LOHC armazena o hidrog\u00eanio com relativa seguran\u00e7a em condi\u00e7\u00f5es ambientais. Quando o hidrog\u00eanio \u00e9 necess\u00e1rio, o LOHC rico em hidrog\u00eanio libera hidrog\u00eanio em uma rea\u00e7\u00e3o catal\u00edtica endot\u00e9rmica a temperaturas mais altas (482-608\u00b0F \/ 250-320\u00b0C). Esse processo de hidrogena\u00e7\u00e3o\/desidrogena\u00e7\u00e3o \u00e9 mais f\u00e1cil e econ\u00f4mico do que comprimir ou liquefazer o hidrog\u00eanio e tem uma capacidade de carga maior do que o armazenamento em estado s\u00f3lido.<\/p>\n<p>Atualmente, os pesquisadores est\u00e3o fazendo experimentos com diferentes compostos ricos e pobres em hidrog\u00eanio para ver quais deles oferecem mais pontos positivos e menos negativos. Esses pares incluem metilciclohexano (MCH)\/tolueno e peridro-dibenziltolueno\/dibenziltolueno, decalina\/naftaleno.<\/p>\n<p>Os sistemas LOHC est\u00e3o recebendo tanta aten\u00e7\u00e3o porque, em princ\u00edpio, permitem o armazenamento e o transporte de grandes quantidades de hidrog\u00eanio por um tempo quase ilimitado &#8211; e tudo isso sem o risco de vazamento do hidrog\u00eanio. De fato, as \u00fanicas limita\u00e7\u00f5es de quantidade e dura\u00e7\u00e3o dependem do tamanho do tanque e das caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas do composto LOHC. Al\u00e9m disso, diferentemente de outros conceitos de Power-to-X*, os sistemas LOHC permitem o armazenamento de energia sem liberar CO<sub>2<\/sub> ou N<sub>2<\/sub> na atmosfera. Portanto, esse tipo de armazenamento de hidrog\u00eanio \u00e9 um passo positivo para a realiza\u00e7\u00e3o do potencial do H<sub>2<\/sub> como um combust\u00edvel favor\u00e1vel ao clima.<\/p>\n<p>No entanto, os sistemas LOHC t\u00eam algumas desvantagens. Por exemplo, embora a combust\u00e3o do dibenziltolueno seja lenta, ele n\u00e3o deve ser tocado ou ingerido e \u00e9 um perigo se entrar no abastecimento de \u00e1gua. Trabalhar com LOHCs requer a ado\u00e7\u00e3o das mais altas precau\u00e7\u00f5es de seguran\u00e7a, necess\u00e1rias para proteger o meio ambiente, a sa\u00fade humana e as empresas. E isso requer um controle cont\u00ednuo por meio de uma tecnologia de medi\u00e7\u00e3o precisa e confi\u00e1vel.<\/p>\n<h2><strong>Os Desafios da Permea\u00e7\u00e3o e Fragiliza\u00e7\u00e3o por Hidrog\u00eanio<\/strong><\/h2>\n<p>A permea\u00e7\u00e3o e a fragiliza\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio s\u00e3o problemas importantes que precisam ser superados para que se tenha uma infraestrutura de hidrog\u00eanio madura. O hidrog\u00eanio molecular (H<sub>2<\/sub>) pode atravessar a maioria dos materiais n\u00e3o met\u00e1licos. E quando o di-hidrog\u00eanio entra em contato com as superf\u00edcies met\u00e1licas, \u00e9 preciso relativamente pouca energia &#8211; mesmo em condi\u00e7\u00f5es ambientais &#8211; para dissociar o g\u00e1s em sua forma at\u00f4mica e, em seguida, nos \u00edons H+ que podem penetrar t\u00e3o facilmente na estrutura da rede da maioria dos metais. Quanto maior a energia no ambiente, como temperaturas e press\u00f5es extremas do processo, mais rapidamente ocorrer\u00e3o a permea\u00e7\u00e3o e a fragiliza\u00e7\u00e3o nos tanques de armazenamento e tubula\u00e7\u00f5es.<\/p>\n<p>Os instrumentos de medi\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m enfrentam os mesmos problemas, levando a desvios de sinal e falhas mec\u00e2nicas. Felizmente, h\u00e1 maneiras de superar esses e outros desafios.<\/p>\n<p><em>* Power-to-X refere-se a caminhos que convertem, armazenam e reconvertem a eletricidade excedente gerada por meio de energia solar, e\u00f3lica e outras fontes renov\u00e1veis (energia) em uma ampla gama de produtos (X), como combust\u00edveis para transporte, produtos qu\u00edmicos e calor. Usado principalmente no norte da Europa, esse termo abrangente \u00e9 uma abrevia\u00e7\u00e3o para transformar energia verde em combust\u00edvel verde.<\/em><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>O hidrog\u00eanio \u00e9 fundamental para a descarboniza\u00e7\u00e3o, tanto na ind\u00fastria qu\u00edmica quanto nas na\u00e7\u00f5es desenvolvidas. No entanto, embora seja relativamente f\u00e1cil e barato de produzir, o H2 puro \u00e9 notoriamente dif\u00edcil de transportar e armazenar. A maioria dos m\u00e9todos exige altos custos operacionais e\/ou de energia. 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