Decomposição da amônia para produção de hidrogênio: Modelagem, simulação e otimização do processo

• Processo: 24/08858-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rita Maria de Brito Alves
• Beneficiário: Leonardo Antonio Cáceres Avilez
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP)
• Vinculado ao auxílio: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I, AP.PCPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/26852-0 - Síntese de processo baseada em otimização aplicada à produção de hidrogênio via decomposição da amônia, BE.EP.DR
• Assunto(s): Modelagem e simulação Produção de hidrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Decomposição da amônia | Modelagem e simulação | Produção de hidrogênio | Superestrutura | Modelagem, simulação e otimização de processos

Resumo

A substituição das fontes fósseis de geração de energia por tecnologias limpas e renováveis vem sendo um dos principais desafios da comunidade cientifica. Dentro desse cenário, o hidrogênio vem sendo destacado com um vetor de energia livre de emissões de carbono e com alta densidade energética. Entretanto, o transporte e armazenagem do hidrogênio são os principais desafios para esta transição energética. É nesse contexto que a amônia surge como uma excelente opção para o transporte e armazenamento do hidrogênio, em fase líquida. A viabilidade dessa alternativa depende, em grande medida, da eficiência com que se realiza a decomposição da amônia e a subsequente separação do hidrogênio. Na literatura, existem alguns estudos de avaliação de processo industrial para a produção de hidrogênio a partir de amônia, entretanto ainda não há uma configuração de processo otimizada, com uma seleção criteriosa de tecnologias. Sendo assim, este projeto propõe desenvolver uma configuração de processo ótima, explorando diversas tecnologias de conversão e separação através de técnicas de modelagem, simulação e otimização de processos. A seleção da configuração ótima de equipamentos será realizada mediante a aplicação do conceito de otimização por superestrutura, levando em consideração critérios técnicos, econômicos e ambientais. Espera-se que os resultados deste trabalho possam auxiliar na efetiva implementação de sistemas industriais de produção de hidrogênio a partir de amônia.