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Desenvolvimento de reator de microcanais por sinterização direta de metal por laser (DMLS) para produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor de etanol

Processo: 14/14754-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2015
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Aulus Roberto Romão Bineli
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas, SP, Brasil
Assunto(s):Prototipagem rápida

Resumo

A tecnologia de microrreatores tem ganhado destaque e grande interesse na pesquisa mundial em diferentes áreas, desde a produção de energia ao desenvolvimento de novos catalisadores e processos químicos. Estes dispositivos têm uma faixa de aplicações bastante ampla e por possuírem dimensões reduzidas apresentam elevadas taxas de transferência de calor e massa e são capazes de produzir compostos com alta eficiência. Além disso, a tecnologia tem criado oportunidades para o desenvolvimento de plantas químicas miniaturizadas, além de possibilitar a integração de vários processos. No estudo de caso proposto, a tecnologia de Prototipagem Rápida (DMLS) de Sinterização Direta de Metal por Laser será utilizada para a construção de microcanais para compor a secção de reação de um microrreator para produção de Hidrogênio a partir da reforma a vapor do Etanol, utilizando para isso catalisadores depositados diretamente sobre a superfície dos microcanais. O objetivo é investigar e avaliar de forma mais extensa e profunda o potencial do método DMLS para fabricação de tais dispositivos, bem como a composição de catalisadores e condições de operação que resultem em um melhor desempenho reacional. Na metodologia de produção dos microcanais serão testados parâmetros como velocidade de varredura, potência do laser e espaçamento das linhas de preenchimento para se obter estruturas com uma morfologia e porosidade favoráveis para reações heterogêneas em fase gasosa. Os catalisadores utilizados serão baseados em Ni, Co, CeO2, CoO e Fe3O4 e depositados por washcoating e impregnação úmida. Por fim, serão realizados experimentos com a finalidade de definir as melhores condições operacionais para a máxima produção de hidrogênio. Portanto, os resultados deste estudo permitirão conduzir uma metodologia de obtenção de estruturas com microcanais de forma rápida e precisa. Além disso, o projeto acompanha os recentes avanços na área de microtecnologia reacional adotada por muitos centros de pesquisa e setores industriais. Ao mesmo tempo, favorece a consolidação de uma equipe multidisciplinar e uma estrutura capaz de encontrar soluções rápidas para os atuais desafios, principalmente no que se refere a uso de eficiente de energia e recursos naturais.

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