Produção, captura, purificação e armazenamento do biogás para produção de hidrogênio verde, biometano e co2 biogênico: bioenergia e aplicações na indústria de alimentos

• Processo: 24/10205-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Materiais Elétricos
• Pesquisador responsável: Tânia Forster Carneiro
• Beneficiário: Tânia Forster Carneiro
• Instituição Sede: Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Hudson Giovani Zanin ; Mauro Donizeti Berni ; MONTSERRAT PEREZ GARCIA ; Rosana Goldbeck Coelho
• Assunto(s): Economia circular Sustentabilidade Transição energética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Descarbonização e desfossilização | dióxido de carbono biogênico | economia circular | Hidrogênio Renovável | Metanol verde | Sustentabilidade | Transição Energética

Resumo

A produção, captura, purificação e armazenamento do biogás para produção de hidrogênio verde (bio_H2), biometano (bio_CH4) e dióxido de carbono (CO2) biogênico, está diretamente relacionada com a sustentabilidade e a redução de emissões de gases de efeito estufa pois utiliza resíduos orgânicos. O Biogás obtido da Digestão Anaeróbia (DA) pode ser purificado (Upgrading) para produção de bio_H2, bio_CH4, CO2 biogênico e remoção de contaminantes como o sulfeto de hidrogênio. Os gases purificados podem se transformar em outros produtos, tais como CO2 industrial para carbonatação de bebidas, refrigeração, controle da atmosfera em embalagens de alimentos, assim como biocombustíveis, energia elétrica, térmica e gás natural. Além dos benefícios ambientais com disposição final adequada de resíduos que também contribui para a mitigação das mudanças climáticas. O objetivo geral será estudar a produção, captura, purificação e armazenamento do biogás procedente da DA, a partir de biomassa da indústria de alimentos, para produção de bio_H2, bio_CH4, CO2 biogênico, assim como produtos finais a partir dos gases purificados (metanol verde, ácido fórmico, formiato e carbonato de cálcio). Será necessário construir uma planta piloto de reatores de anaeróbios automatizados com sistema de purificação de biogás. O sistema de purificação do biogás (H2: CH4:CO2) será estudado através de diversos processos de absorção química, adsorventes, membranas de separação, lavagem com água ou solução aquosa, ou seja serão necessários estudar os principais parâmetros operacionais (temperatura e pressão) para obtenção de produtos finais que atendam os padrões de qualidade assim como para alcançar economia de custos e economia circular. Finalmente estudos técnicos-econômicos irão ser estudados para verificar a valorização de resíduos reduzindo a necessidade de descarte e diminuindo a poluição, redução de emissões de gases de efeito estufa, a recirculação de materiais, a geração de energia renovável através do biometano incentivando a sustentabilidade energética, a melhoria da eficiência através do uso de tecnologias avançadas de purificação e desenvolvimento econômico local. (AU)