Centro de Engenharia dos EUA investe em modelos mais leves de armazenamento de Hidrogênio

O armazenamento é um dos principais desafios da energia do Hidrogênio devido à sua baixa densidade sob condições ambientais. Financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, o Centro de Excelência em Engenharia de Armazenamento de Hidrogênio (HSECoE, em inglês) tem o objetivo de ajudar a reduzir a dependência do país em recursos externos.

O Centro está desenvolvendo sistemas de armazenamento de hidrogênio veicular a bordo e componentes que tornarão veículos leves comparáveis aos veículos atuais, atendendo a requisitos de desempenho, custo e confiabilidade comerciais. Esse esforço inclui o desenvolvimento de engenharia, design e modelos de sistema necessários para otimizar os subsistemas on-board.

É o que mostra o americano Donald Anton, do Centro de Pesquisa de Hidrogênio do Laboratório Nacional Savannah River, na Carolina do Sul. Em palestra proferida na 22ª Conferência Mundial de Energia do Hidrogênio (WHEC 2018), ele apresentou pesquisas sobre materiais de armazenamento de estado sólido e as suas aplicações comerciais.

“Muitos materiais de armazenamento em estado sólido foram investigados para reduzir o volume necessário de combustível de Hidrogênio, levando em consideração a economia, a massa e a integração do sistema para fins comerciais”, afirmou Anton.

Os EUA financiaram o Centro de Excelência com o objetivo de desenvolver as ferramentas necessárias para prever desempenho dos sistemas de armazenamento de hidrogênio, atendendo metas para aplicação automotiva. O Centro passou a demonstrar protótipos de subescala desses sistemas para validar os modelos desenvolvidos.

Os modelos detalhados de sistemas de armazenamento de hidrogênio fornecem informações essenciais sobre as distribuições de fluxo e temperatura, bem como o uso de meios de armazenamento de Hidrogênio. No entanto, segundo Anton, antes de construir um modelo detalhado, é necessário conhecer a geometria e as escalas de comprimento do sistema, juntamente com os requisitos de transferência de calor, que dependem da cinética da reação limitante.

Para Donald Anton, antes de comprometer tempo e recursos significativos para o desenvolvimento de um modelo detalhado, é necessário saber se um projeto de sistema de armazenamento conceitual é viável. Por esse motivo, foi desenvolvido um sistema hierárquico de modelos que vão do escopo à análise detalhada.

Anton explica que o Centro tem quantificado os requisitos de desempenho para sistemas de armazenamento de fase condensada e coordenado com outras instituições em todo o mundo a compilação de requisitos e dados de mídia de armazenamento. Além disso, foram definidas abordagens avançadas de transferência de calor e massa para atender aos requisitos automotivos exigentes.

O pesquisador demonstrou alguns modelos desenvolvidos, que estão disponíveis no site do Centro (www.HSECoE.org), com recursos para projetar o desempenho de sistemas de armazenamento baseados em materiais.