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

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.