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Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Laboratório de Tecnologias de Energia no IDMEC/IST Toste Azevedo e Rui Neto IDMEC – IST, Lisboa,

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1 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Laboratório de Tecnologias de Energia no IDMEC/IST Toste Azevedo e Rui Neto IDMEC – IST, Lisboa, 29 Julho 2009 Produção de hidrogénio Desenvolvimento do projecto EDEN Endogeneizar o Desenvolvimento de Energias Novas (Prime 3.1A Cont. 3/164)

2 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Projecto EDEN Constituído por 6 PPS nos quais o IDMEC/IST participou mais em 3: PPS3 – Instalação de estação piloto de armazenamento de energia com H 2. PPS5 – Desenvolvimento de tecnologias complementares: Reformação e modelação. PPS6 – Preparação de Road Map para o Hidrogénio em Portugal até 2050 com projecções para a produção de hidrogénio. O INEGI participou mais nos PPS2 e PPS5.

3 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Instalação Piloto Concursos, adjudicação e instalação em doze meses. Ainda existem alguns problemas a resolver. Possível utilização futura para veículos a hidrogénio.

4 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Inst. Piloto em Porto Santo Tanque de armazenamento Gerador eólico Electrolisador Pilha de combustível Inversores

5 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Modelação térmica de reactores de reformação O IDMEC participou em três projectos de integração térmica de reformadores onde se usam sub-produtos gasosos para fornecimento do calor à reformação. Sub-produtos podem ser de purgas ou hidrogénio não usado em ânodo de pilhas de combustível ou de processo de purificação de hidrogénio (e.g. PSA).

6 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Simulação reformação Foram efectuados cálculos simulando reformação no interior de tubos/canais que permitem constatar que perfis radiais se aproximam de parabólicos Increasing Space Velocity Este tipo de perfil de temperatura é utilizado em modelo simplificado

7 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Caso teste de reformação num reactor tubular para gás natural 975ºC 775ºC 1050ºC Modelo simplificado Comparado com modelo 2D produz resultados equivalentes e permite ligação por UDF com programa Fluent.

8 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Modelo acoplado Com base no procedimento desenvolvido foi possível calcular perfil de temperatura na superfície entre fornalha e reformador.

9 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Projecto Nemesis O modelo desenvolvido foi utilizado em projecto de demonstração em que se construiu uma instalação de 10 kgH 2 /dia. Espera-se desenvolver novo projecto para instalação de 250 kgH 2 /dia para posto de abastecimento de demonstração de frota.

10 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Reforming do Metanol: produção de Hidrogénio Reactor integralmente produzido no IST.

11 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Preparação de catalisadores no IST Catalisador de óxidos de cobre e zircónia. Produção envolve vários passos: Preparação de pasta, fixação em suporte, secagem, sinterização. Catalisador reduzido no reactor onde é utilizado. Caracterização de desempenho e análise do catalisador antes e depois dos testes.

12 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Conversão do Metanol com a Variação da Temperatura Variação da conversão e da selectividade com a temperatura para várias razões entre metanol e água. Testes de durabilidade dos catalizadores. Comparação entre catalizadores produzidos no IST e referência comercial.

13 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Perfis térmicos do reformador Perfis térmicos internos e exteros do reformador, para três temperaturas de forno. Conversão do metanol a fluxo constante (6014 h-1) para razões de água metanol 1,5.

14 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Natural gas steam reforming Test section operating at high temperature and pressure up to 8 bar for testing natural gas steam reforming catalyst.

15 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Pilhas de Combustível PEM Optimização de desempenho Monitorização de produção eléctrica e térmica Testes de Operação

16 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Parâmetros tipicamente monitorizados

17 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Parâmetros tipicamente monitorizados

18 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Parâmetros tipicamente monitorizados

19 Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica Sumário O IDMEC instalou uma estação piloto de produção de hidrogénio a partir de energias renováveis que é uma plataforma para desenvolvimento de demonstrações. As capacidades de trabalho na análise térmica (e estrutural) de reformadores de modo a potenciar a participação em outros projectos de demonstração. Foi implementado um laboratório para várias actividades relacionadas com o hidrogénio de modo a desenvolver projectos integrados nesta área.


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