Bruno Rodrigo Oliveira da Silva, Francisco Henrique Ximenes da Cruz, Emília Maria Alves Santos. Instituto Federal do Ceará.

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1 Bruno Rodrigo Oliveira da Silva, Francisco Henrique Ximenes da Cruz, Emília Maria Alves Santos. Instituto Federal do Ceará. E-mail: brunorodrigo65@hotmail.com.br; E-mail: henrique.xc.he@gmail.com; E-mail: santosemilia@gmail.com.brunorodrigo65@hotmail.com.brhenrique.xc.he@gmail.comsantosemilia@gmail.com GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA COM O DIÓXIDO DE CARBONO A Revolução Industrial impulsionou o uso de combustíveis fósseis. Desde esse evento, os atuais modelos de desenvolvimento socioeconômico estão fortemente baseados no consumo desses combustíveis. A conversão de combustíveis em energia útil produz resíduos de calor e libera na água e no ar atmosférico uma série de poluentes. Tendo em vista a problemática do acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera, algumas pesquisas propõem a captura e armazenamento de dióxido de carbono. Já outras ideias propõe usar a energia solar para transformar o dióxido de carbono em monóxido de carbono, que pode ser então utilizado na produção de combustíveis líquidos. A produção de energia com o dióxido de carbono é sem dúvida essencial ao combate dos efeitos do aquecimento global, visto que reduzirá o CO 2 da atmosfera. Já no contexto energético o método aqui proposto contribuirá para uma sustentabilidade energética. Quando o sistema é acionado, ocorre uma diminuição da pressão no interior do sistema, ocorrendo um deslocamento do equilíbrio para o lado de maior número de mols gasosos, ou seja, o lado dos produtos, logo, perda de H 2 CO 3 e aumento de CO 2 gasoso. Isto é mostrado pelo princípio de Le Chatelier. Por isso os cálculos para encontra o trabalho fornecido pela máquina levou em consideração a concentração final de ácido carbônico. A utilização em grande escala de combustíveis fósseis para a obtenção de energia têm causado efeitos deletérios ao planeta Terra. A substituição de fontes de energia não renováveis, por outras renováveis e limpas é vital ao combate do aquecimento global. O objetivo do presente projeto consiste no desenvolvimento de um método de engenharia para geração de energia elétrica com o dióxido de carbono. O método consiste em provocar a reação entre o dióxido de carbono no estado solido a 78°C negativo com a água, formando ácido carbônico. Tal processo sublima o gás que leva consigo microscópicas gotículas de água suspensas, provocando um movimento de suas moléculas que sobre pressão gera trabalho. O CO 2 na pressão foi então canalizado em tubulações de aço até um gerador. Os resultados mostram claramente que o método proposto gera energia elétrica e se torna eficiente, pois, uma tonelada de CO 2 sólido gera uma energia útil de 680KWh. RESUMO 1. INTRODUÇÃO 2. MATERIAL E MÉTODOS 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4. CONCLUSÃO AGRADECIMENTOS Para a realização deste trabalho foi utilizada a metodologia descrita nos fluxogramas abaixo: 5.REFERÊNCIAS Fluxograma 1 – O fluxograma acima representa a ideia inicial de gerar energia elétrica com CO 2, levando em conta o princípio de transferência de calor. Fonte – Criada pelo Autor. Já o segundo fluxograma, representado pela Figura 2, apresenta a ideia de aproveitar o subproduto do processo químico envolvido, água gaseificada, para a fabricação de bebidas refrigerantes.. Fluxograma 2 – Já o segundo fluxograma apresenta a ideia de aproveitar o subproduto do processo químico envolvido, água gaseificada, para a fabricação de bebidas refrigerantes. Fonte – Criada pelo Autor. Fonte – Tese de Doutorado (GUIMARÃES, 2011). Figura 1: Protótipo do reator de geração de energia elétrica com CO 2. Fonte: Criado pelo autor. Como mostra a Figura 1 foi utilizado um cilindro de aço. Um manômetro e um termômetro foram conectados no cilindro para medir respectivamente a pressão e a temperatura interna do sistema. Também se adaptou válvulas de entrada para os reagentes e um furo com conexão para a saída do CO 2. Ainda na máquina foi adaptada uma válvula de segurança programada para ser acionada em 8 bar e uma válvula de esvaziamento na parte inferior do sistema. Já na linha da conexão de saída do vapor foi colocada uma válvula que libera e fecha a passagem do fluido. Também se conectou um regulador de pressão para medir e regular a pressão de linha. Na parte do gerador foi usado um cooler modificado para gerar energia elétrica. 3.1 Decomposição H 2 CO 3 Com os testes pôde-se colher informações sobre o comportamento da pressão interna, a que pressão o CO 2 passa na linha, qual a temperatura interna de equilíbrio entre a H 2 O e CO 2 e o pH do subproduto (água gaseificada) do processo, como mostra a Tabela 1. N° de testesMassa de CO 2 Volume de H 2 OPressão InternaTemperatura internaPressão de linhapH 1°75,6g250 ml4 bar25°C0,8 bar5,17 2°88g380 ml4 bar25°C0,8 bar4,97 3°49g130 ml4,9 bar23°C0,8 bar5,12 4°41g130 ml4,1 bar28°C0,8 bar4,73 5°83g250 ml5 bar22°C0,8 bar5,11 6°10g150 ml-23°C-4,17 Tabela 1: Dados colhidos no terceiro experimento. O pH da água gaseificada é de suma importância para a proposta de usa-la para produção de bebidas refrigerantes. De acordo com os dados o pH se manteve em uma média de 4,88, sendo viável para produção de bebidas refrigerantes, visto que esse pH depende diretamente da proporção da quantidade de H 2 O em relação a do CO 2. Os testes comprovam que a pressão interna aumenta em decorrência da sublimação do CO 2 comprovado pelo aumento na concentração de CO 2 gasoso. H 2 O + CO 2(g) H 2 CO 3(aq) A geração de energia elétrica com sublimação do CO 2 sólido oferece inúmeras vantagens: é limpa, pode ser renovável e o CO 2 existe em abundância em grande parte do planeta. Entretanto, pode ser que a sua utilização para geração de energia elétrica em larga escala ainda não seja viável devido ao alto custo energético. Esse possível custo poderá ser reduzido e tornar-se mais competitivo quando o uso de tecnologias de captura de CO 2, tanto do ar quanto das fontes de emissão, estiverem mais difundidas. Já o sistema de co-geração, proposto aqui, se torna muito vantajoso para as indústrias de bebidas refrigerantes, pois, reduziria ou eliminaria os gasto com a compra de energia elétrica. Energia e Meio Ambiente / HINRICHS, Roger A.; KLEIBACH, Merlin. Tradução da 3ª ed norte-americana. / [tradução técnica Flávio Maron Vichi, Leonardo Freire de Melo]. – São Paulo: Cengage Learning, 2008. Química Ambiental / Colin Baird, Michael Cann; tradução: Marco Tadeu Grassi… [et al.]; revisão técnica: Marco Tadeu Grassi. – 4 ed.—Porto Alegre: Bookman, 2011. Scientific American - http://www.scientificamerican.com/ Acesso em 05 de Abril de 2013. http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-se-faz- geloseco/Acesso 7 de setembro de 2013. https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/3779571244143 /Semana%2003.pdf/Acesso 10 outubro de 2013. http://www.quiprocura.net/equilibrio.htm/ Acesso 8 setembro de 2013. Equação 1 : Decomposição do Ácido Carbônico Fluxograma 3: Utilização de tecnologias para a geração de energia elétrica com o CO 2.