AULA 4 - Cap 2, 3 e 4 HV (Projeto H-Tec)

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<p>HIDROGÊNIO VERDE</p><p>Profa. Dra. Patrícia Marques Carneiro Buarque</p><p>APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA</p><p>Breve revisão da aula 3</p><p>o Discussão sobre a produção de hidrogênio musgo – estudo de caso;</p><p>o Definição e exemplos de equação redox;</p><p>o Determinação do nox dos elementos em reações redox;</p><p>o Determinação do potencial padrão de redução de diferentes espécies químicas, a partir do EPH.</p><p>o Determinação da diferença de potencial padrão na reação redox entre duas espécies químicas.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Processo de eletrólise – CÉLULAS ELETROLÍTICAS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>ÂNODO CÁTODO</p><p>PONTE SALINA</p><p>CIRCUITO EXTERNO PARA A PASSSAGEM DE ELÉTRONS</p><p>(-) (+)</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ELETRÓLISE ÍGNEA</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ELETRÓLISE AQUOSA</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ELETRÓLISE AQUOSA</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ELETRÓLISE AQUOSA</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ELETRÓLISE AQUOSA</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ELETRÓLISE DA ÁGUA</p><p>Representação de uma célula eletrolítica simplificada para converter água em</p><p>hidrogênio e oxigênio.</p><p>Á agua sofre autoionização:</p><p>H2O H+ + OH –</p><p>Necessita de um eletrólito para que a reação ocorra</p><p>(ácido, base ou sal). CUIDADO NA ESCOLHA DO</p><p>ELETRÓLITO!!</p><p>Principais eletrólitos utilizados: ácido sulfúrico (H2SO4),</p><p>hidróxido de sódio (NaOH) e o nitrato de potássio</p><p>(KNO3).</p><p>Eletrodos inertes, ligados a uma fonte externa de energia</p><p>Água + eletrólito</p><p>Anodo (+) Catodo (-)</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Processo de eletrólise – FATORES INTERVENIENTES AO PROCESSO</p><p>O consumo total de energia é representado</p><p>pelo ΔH, que é igual à energia elétrica mais</p><p>a parte térmica ΔQ, ou seja, ΔH=ΔQ+ΔG</p><p>Elevado poder calorífico está relacionado a</p><p>melhor eficiência do eletrolisador, o que é</p><p>de suma importância para a aplicação do</p><p>hidrogênio no mercado de células a</p><p>combustível.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR ALCALINO</p><p>Utiliza-se um eletrólito alcalino, sendo usuais hidróxido de potássio ou sódio;</p><p>Durante o processo, os íons hidróxidos se movem através do eletrólito do cátodo para o ânodo de cada</p><p>célula, gerando bolhas de gás hidrogênio no lado do cátodo do eletrolisador e gás oxigênio no ânodo.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR ALCALINO</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR ALCALINO</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR POR MEMBRANA E TROCA DE PRÓTONS</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR POR MEMBRANA E TROCA DE PRÓTONS</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR POR MEMBRANA E TROCA DE PRÓTONS</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR DE ÓXIDO SÓLIDO</p><p>A eletrólise por óxido sólido é uma técnica que utiliza</p><p>um eletrólito sólido cerâmico para produzir hidrogênio a</p><p>partir da água.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – ELETROLISADOR DE ÓXIDO SÓLIDO</p><p>A eletrólise por óxido sólido é uma técnica que utiliza um eletrólito sólido cerâmico para produzir</p><p>hidrogênio a partir da água.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Tipos de eletrolisadores – FOTOELETROLISADOR</p><p>Utiliza apenas a luz do sol para separação das</p><p>moléculas da água e produzir hidrogênio e</p><p>oxigênio;</p><p>Utiliza o óxido de titânio para viabilizar o</p><p>processo de separação.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Impactos ambientais dos eletrolisadores</p><p>Utiliza apenas a luz do sol para separação das</p><p>moléculas da água e produzir hidrogênio e</p><p>oxigênio;</p><p>Utiliza o óxido de titânio para viabilizar o</p><p>processo de separação.</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Impactos ambientais dos eletrolisadores</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Qualidade da água requerida para o processo de eletrólise</p><p>“ÁGUA</p><p>BRUTA”</p><p>MEMBRANA</p><p>ÁGUA</p><p>PURIFICADA</p><p>(Permeado)</p><p>ÁGUA</p><p>CONCENTRADA</p><p>(Rejeito)</p><p>DENSAS</p><p>(NÃO-POROSAS)</p><p>Osmose</p><p>Reversa</p><p>Nanofiltração</p><p>(< 2nm)</p><p>Microfiltração</p><p>(> 50nm)</p><p>Ultrafiltração</p><p>(entre 2 e</p><p>50nm)</p><p>POROSAS</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Qualidade da água requerida para o processo de eletrólise</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>o Qualidade da água requerida para o processo de eletrólise</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ASPECTOS QUANTITATIVOS DA ELETRÓLISE</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ASPECTOS QUANTITATIVOS DA ELETRÓLISE</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ASPECTOS QUANTITATIVOS DA ELETRÓLISE</p><p>PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Foto: google imagens.</p><p>o Processo de eletrólise – ASPECTOS QUANTITATIVOS DA ELETRÓLISE</p><p>Estime a quantidade de corrente elétrica necessária para a produção de 340 kg de hidrogênio por hora, em</p><p>uma célula eletrolítica, cujo eletrólito utilizado no processo de produção é o hidróxido de potássio.</p><p>ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DE HIDROGÊNIO VERDE</p><p>o Tipos de armazenamento de hidrogênio verde</p><p>ARMAZENAMENTO</p><p>DE HV</p><p>Gás comprimido Liquefeito Hidretos metálicos Amônia</p><p>Técnica que está em destaque para o</p><p>armazenamento e transporte de HV.</p><p>ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DE HIDROGÊNIO VERDE</p><p>o Tipos de armazenamento de hidrogênio verde - Amônia</p><p>ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DE HIDROGÊNIO VERDE</p><p>o Tipos de transporte de hidrogênio verde</p><p>TRANSPORTE DE HV</p><p>Caminhões</p><p>Gás</p><p>Mistura com gás</p><p>natural</p><p>Inovações</p><p>tecnológicas</p><p>Dutos</p><p>Líquido Adsorção Amônia</p><p>OBRIGADA!</p><p>Slide 1: HIDROGÊNIO VERDE</p><p>Slide 2: APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA</p><p>Slide 3: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 4: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 5: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 6: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 7: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 8: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 9: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 10: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 11: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 12: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 13: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 14: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 15: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 16: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 17: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 18: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 19: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 20: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 21: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 22: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 23: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 24: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 25: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 26: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide</p><p>27: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 28: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 29: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO E SEUS DESAFIOS</p><p>Slide 30: ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DE HIDROGÊNIO VERDE</p><p>Slide 31: ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DE HIDROGÊNIO VERDE</p><p>Slide 32: ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DE HIDROGÊNIO VERDE</p><p>Slide 33: OBRIGADA!</p>