Desenvolvimento de tecnologias para a liquefação de hidrogênio: modelagem, simulação e otimização

• Processo: 24/18414-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Estímulo a Vocações Científicas
• Data de Início da vigência: 27 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 18 de março de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Jaime Andres Lozano Cadena
• Beneficiário: Ana Lima Vieira
• Instituição Sede: Centro Tecnológico. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Ministério da Educação (Brasil). Florianópolis , SP, Brasil
• Assunto(s): Hidrogênio Termodinâmica Liquefação Refrigeração
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Liquefação de hidrogênio | refrigeração magnética | Termodinâmica | Hidrogênio

Resumo

A descarbonização da cadeia energética é fundamental para mitigar as mudanças climáticas, e o hidrogênio desempenha um papel importante nesta transição. Utilizado em mobilidade, armazenamento de energia e indústrias diversas, o hidrogênio enfrenta desafios significativos em sua cadeia produtiva, especialmente em armazenamento e transporte. A liquefação do hidrogênio, embora viável, é energeticamente intensiva e tem custos elevados. Este projeto visa desenvolver tecnologias emergentes para a liquefação de hidrogênio, focando em sistemas convencionais de ciclos de compressão mecânica de vapores e inovadores como a refrigeração magnética. Inicialmente, serão desenvolvidos modelos numéricos para simular os ciclos de liquefação, seguidos pela aplicação de algoritmos genéticos para otimização dos componentes e condições operacionais. O estagiário auxiliará na coleta e análise de dados, criação de modelos numéricos simples, e na revisão bibliográfica sobre métodos de liquefação e refrigeração magnética. Participará também da simulação dos ciclos de liquefação utilizando software específico, sob supervisão. O desempenho termodinâmico das soluções será avaliado considerando a capacidade de liquefação, potência consumida, investimento inicial e custo operacional. Espera-se reduzir os custos de liquefação, tornando o hidrogênio mais competitivo para armazenamento e transporte em larga escala, contribuindo para a descarbonização da matriz energética e o cumprimento de metas climáticas globais.