Célula a combustível alimentada com biocombustível como provedor flexível de eletricidade in rede distribuída (flexpower)

• Processo: 20/00610-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Acordo de Cooperação: Ministério das Relações Exteriores e de Cooperação Internacional da Itália (MAECI)
• Pesquisador responsável: Edson Antonio Ticianelli
• Beneficiário: Edson Antonio Ticianelli
• Pesquisador Responsável no exterior: Massimiliano Lo Faro
• Instituição Parceira no exterior: Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Itália
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Joelma Perez
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/11836-1 - Desenvolvimento e caracterização de compósitos de anodo/eletrólitos para células de combustível de óxido sólido, BP.TT; 22/05480-0 - Desenvolvimento de eletrodos de oxigênio bifuncionais para célula a combustível reversível de óxido sólido, BP.TT
• Assunto(s): Eletroquímica Dispositivos eletroquímicos Células a combustível de óxidos sólidos Geração de energia Geração distribuída Biocombustíveis Conversão de energia elétrica Engenharia de materiais Materiais cerâmicos Materiais avançados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Distributed power generation | Materials Engineering | Natural resource | Solid Oxide Fuel Cell | Eletroquímica

Resumo

Os motores térmicos convencionais usados mundialmente para a geração de energia requerem o uso de biocombustíveis para atender aos requisitos ambientais atuais no que se refere à emissão de poluentes. Tais tecnologias são caracterizadas por suas limitadas eficiências de conversão de energia que, principalmente quando se referem a dispositivos elétricos de tamanho reduzido, não ultrapassam 20%. Como consequência, os dispositivos eletroquímicos, como a célula a combustível de óxido sólido (SOFC), tornam-se bastante competitivos, pois possuem eficiência elétrica prática superior a 60% e apresentam baixo impacto na poluição do ar em termos de nano-partículados, monóxido de carbono e poluição sonora. No Brasil, grande parte da demanda de energia na área automotivas é atendida pelo bioetanol sendo, portanto, altamente desejável o desenvolvimento de novas tecnologias para geração de energia para esse setor. Por outro lado, no momento a Itália é um dos países mais reconhecidos no desenvolvimento de tecnologias avançadas baseadas em SOFC. Portanto, a efetivação de um programa de cooperação entre a Itália e o Brasil no campo de SOFC/combustíveis renováveis para a geração de energia distribuída é uma necessidade estratégica, em particular se o programa envolver as competências inerentes à área como a investigação de materiais em nanoescala, nanotecnologia, eletroquímica, síntese de materiais, caracterização avançada, engenharia química, aplicações reais e testes de degradação. A proposta FlexPower visa desenvolver uma célula SOFC de nova geração, baseada em materiais cerâmicos avançados, para a utilização direta de biocombustíveis, a fim de reduzir a complexidade do balanço da planta e produzir energia elétrica e calor com alta eficiência total (~ 90% considerando o calor e a energia elétrica, com a eficiência elétrica > 50%). A utilização direta de biocombustíveis será demonstrada em uma SOFC prova-de-conceito de 0,5 kW, com arquitetura plana e passível de expansão, a qual deverá ser validada nos requisitos de desempenho, eficiência e durabilidade. (AU)