Método de otimização topológica aplicado ao projeto de células a combustível de óxido sólido

• Processo: 23/17518-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: Julio Romano Meneghini
• Beneficiário: Juliano Fagundes Gonçalves
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/01177-5 - Da ciência fundamental à aplicada: novas fronteiras em tecnologias de células a combustível, AP.SPEC
• Assunto(s): Células de combustível Otimização topológica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: células a combustível | otimização topológica | Simulação Multifísica | Otimização Topológica

Resumo

As fontes de energia atualmente dependem principalmente de combustíveis fósseis, que têm efeitos ambientais negativos e, consequentemente, a utilização de fontes alternativas de energia torna-se ainda mais crucial. Neste contexto, os motores de combustão interna e outras tecnologias convencionais de conversão de energia estão a ser substituídos por células de combustível. As células de combustível geram energia por meio de reações eletroquímicas, o que as torna consideravelmente mais limpas e sustentáveis do que a tecnologia tradicional baseada em combustão. O etanol é uma opção viável para uso em veículos elétricos alimentados por célula a combustível dado o contexto energético brasileiro e o fato de células a combustível de óxido sólido (SOFCs) possibilitarem múltiplos tipos de combustíveis. O etanol tem uma série de qualidades atraentes, incluindo alta densidade energética, facilidade de armazenamento e transporte, além da capacidade de ser produzido a partir de biomassa renovável. Como a operação convencional de reforma a vapor do etanol produz hidrogênio, a SOFC pode utilizá-lo internamente. Neste contexto, a otimização topológica das células de combustível, aliada à validação e otimização experimental, é uma abordagem poderosa para a inovação e o desenvolvimento científico, abrindo caminho para dispositivos práticos e uma compreensão mais profunda dos fenómenos físicos adjacentes a eles. O arcabouço dessa pesquisa se enquadra nos projetos do RCGI com foco no desenvolvimento de células a combustível para aplicações veiculares.O objetivo principal desta pesquisa é desenvolver metodologias aprimoradas para otimização de topologias de SOFC, visando projetar componentes de célula SOFC com maior desempenho e durabilidade.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GONCALVES, JULIANO F.; SA, LUIS F. N.; LOPES, THIAGO; MENEGHINI, JULIO R.; SILVA, EMILIO C. N.. Design of solid oxide fuel cell (SOFC) channel layout using the topology optimization method with a design variable propagation approach. STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION, v. 67, n. 12, p. 28-pg., 2024-12-01. (20/15230-5, 23/17518-4, 14/50279-4)