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Tag: hidrogênio

  • Pesquisadores desenvolvem tecnologia para usar hidrogênio em motores a gás natural

    Pesquisadores desenvolvem tecnologia para usar hidrogênio em motores a gás natural

    O hidrogênio é um combustível que não emite gases de efeito estufa.

    Ele pode ser uma alternativa sustentável para o futuro da energia, tanto no setor marítimo quanto no de geração de eletricidade. Mas como usar o hidrogênio em motores que funcionam com gás natural? É isso que um grupo de pesquisadores japoneses propõe em um estudo recente.

    O objetivo dos pesquisadores é desenvolver uma tecnologia simples e barata para adaptar motores a gás natural para operar com hidrogênio. A tecnologia consiste em instalar apenas um sistema de fornecimento de hidrogênio na entrada de ar de um motor comercial de queima pobre com um sistema de pré-câmara/ignição por faísca. O motor de queima pobre é um tipo de motor que usa uma mistura de ar e combustível mais diluída do que o normal, reduzindo as emissões de poluentes.

    Os pesquisadores realizaram experimentos em um motor de seis cilindros movido a gás natural com o sistema de pré-câmara/ignição por faísca, adaptado com o sistema de injeção de hidrogênio. Eles compararam o desempenho do motor sob operação com 100% de hidrogênio e com gás de cidade, sob diferentes condições de carga e de mistura de hidrogênio. Eles avaliaram as características de combustão, as emissões de óxido de nitrogênio (NOx), a eficiência térmica e a tensão de ruptura da vela de ignição do motor.

    Os resultados mostraram que a tecnologia proposta permite uma combustão estável, baixas emissões de NOx e alta eficiência térmica para a operação com hidrogênio. Além disso, os pesquisadores encontraram os limites superiores de carga e de mistura de hidrogênio para os quais não ocorre combustão anormal, que pode danificar o motor. Esses limites são uma pressão média efetiva do freio (BMEP) de 1,0 MPa sob operação com 100% de hidrogênio, e uma razão de mistura de hidrogênio de 75% em base de valor calorífico sob carga máxima de BMEP de 1,36 MPa.

    O estudo é um passo importante para o aproveitamento do hidrogênio como fonte de energia limpa e renovável. A tecnologia proposta oferece uma flexibilidade de escolha de combustível, permitindo que os motores operem com gás natural ou hidrogênio, dependendo da disponibilidade da cadeia de fornecimento de hidrogênio. Isso pode ser útil tanto para navios movidos a gás natural liquefeito (GNL), que poderiam ser convertidos para hidrogênio no futuro, quanto para sistemas de cogeração a gás natural, que já são amplamente utilizados.

    O estudo foi publicado na revista científica International Journal of Hydrogen Energy. Os autores são pesquisadores da Universidade de Tóquio, da Universidade de Kyushu, da Universidade de Osaka e da Agência de Ciência e Tecnologia Marinha e Terrestre do Japão.

    Fonte: Link.

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    Ele pode ser uma alternativa sustentável para o futuro da energia, tanto no setor marítimo quanto no de geração de eletricidade. Mas como usar o hidrogênio em motores que funcionam com gás natural? É isso que um grupo de pesquisadores japoneses propõe em um estudo recente.

    O objetivo dos pesquisadores é desenvolver uma tecnologia simples e barata para adaptar motores a gás natural para operar com hidrogênio. A tecnologia consiste em instalar apenas um sistema de fornecimento de hidrogênio na entrada de ar de um motor comercial de queima pobre com um sistema de pré-câmara/ignição por faísca. O motor de queima pobre é um tipo de motor que usa uma mistura de ar e combustível mais diluída do que o normal, reduzindo as emissões de poluentes.

    Os pesquisadores realizaram experimentos em um motor de seis cilindros movido a gás natural com o sistema de pré-câmara/ignição por faísca, adaptado com o sistema de injeção de hidrogênio. Eles compararam o desempenho do motor sob operação com 100% de hidrogênio e com gás de cidade, sob diferentes condições de carga e de mistura de hidrogênio. Eles avaliaram as características de combustão, as emissões de óxido de nitrogênio (NOx), a eficiência térmica e a tensão de ruptura da vela de ignição do motor.

    Os resultados mostraram que a tecnologia proposta permite uma combustão estável, baixas emissões de NOx e alta eficiência térmica para a operação com hidrogênio. Além disso, os pesquisadores encontraram os limites superiores de carga e de mistura de hidrogênio para os quais não ocorre combustão anormal, que pode danificar o motor. Esses limites são uma pressão média efetiva do freio (BMEP) de 1,0 MPa sob operação com 100% de hidrogênio, e uma razão de mistura de hidrogênio de 75% em base de valor calorífico sob carga máxima de BMEP de 1,36 MPa.

    O estudo é um passo importante para o aproveitamento do hidrogênio como fonte de energia limpa e renovável. A tecnologia proposta oferece uma flexibilidade de escolha de combustível, permitindo que os motores operem com gás natural ou hidrogênio, dependendo da disponibilidade da cadeia de fornecimento de hidrogênio. Isso pode ser útil tanto para navios movidos a gás natural liquefeito (GNL), que poderiam ser convertidos para hidrogênio no futuro, quanto para sistemas de cogeração a gás natural, que já são amplamente utilizados.

    O estudo foi publicado na revista científica International Journal of Hydrogen Energy. Os autores são pesquisadores da Universidade de Tóquio, da Universidade de Kyushu, da Universidade de Osaka e da Agência de Ciência e Tecnologia Marinha e Terrestre do Japão.

    Fonte: Link.

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  • Como o hidrogênio pode enfraquecer os metais e como prever esse efeito

    Como o hidrogênio pode enfraquecer os metais e como prever esse efeito

    Você sabia que o hidrogênio, o elemento mais simples e abundante do universo, pode causar sérios danos aos metais?

    Esse fenômeno é chamado de fragilização por hidrogênio e consiste na perda de resistência e ductilidade de alguns metais quando expostos a ambientes que contêm hidrogênio, como água, óleo ou gás. O hidrogênio pode penetrar no metal e causar microfissuras que se propagam sob tensão, levando a fraturas frágeis e altamente danosas.

    A fragilização por hidrogênio é um problema sério para a indústria de energia, transporte e construção, que utiliza aços de alta resistência para fabricar componentes como tubulações, tanques, navios, pontes e blindagens. Esses componentes estão sujeitos a condições ambientais agressivas e a cargas cíclicas, que podem favorecer a entrada e a difusão do hidrogênio no metal. Por isso, é importante prever e prevenir a fragilização por hidrogênio, evitando falhas catastróficas que podem causar perdas humanas, econômicas e ambientais.

    Para isso, pesquisadores de diferentes países desenvolveram um novo conceito para prever a fragilização por hidrogênio em aços, baseado na geração de entropia durante a fadiga do metal. A entropia é uma medida da desordem de um sistema e aumenta com a deformação plástica, que é a mudança permanente de forma do material. Os pesquisadores propuseram que a entropia gerada durante a fadiga atinge um valor constante, independente do conteúdo de hidrogênio. Isso significa que o hidrogênio não afeta a entropia total, mas sim a forma como ela é distribuída no metal.

    O conceito de entropia aumentada pelo hidrogênio (HEENT, na sigla em inglês) foi introduzido e discutido em um artigo científico publicado na revista International Journal of Hydrogen Energy. O artigo apresenta resultados experimentais, caracterizações em diferentes escalas e estudos de captura de hidrogênio em aços perlíticos, que são aços com baixo teor de carbono que apresentam uma microestrutura composta de ferrita (uma fase magnética do ferro) e cementita (um composto de ferro e carbono). Esses aços são usados em aplicações que requerem boa resistência ao desgaste, como eixos, engrenagens e molas.

    Os pesquisadores concluíram que o mecanismo dominante para a fragilização por hidrogênio nos aços estudados é a plasticidade localizada aumentada pelo hidrogênio (HELP, na sigla em inglês). Esse mecanismo consiste na facilitação do movimento das discordâncias, que são defeitos na estrutura cristalina do metal, pelo hidrogênio, aumentando a deformação plástica localizada em torno das trincas. Isso reduz a resistência do metal e acelera o crescimento das trincas. Os pesquisadores apresentaram evidências diretas desse mecanismo em aços perlíticos com observações em escala nanométrica.

    O conceito de HEENT pode ser útil para prever a fragilização por hidrogênio em aços, considerando os efeitos do hidrogênio na distribuição da entropia no metal. Além disso, o conceito pode ser aplicado a outros tipos de aços e de metais, contribuindo para o desenvolvimento de materiais mais resistentes e seguros.

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    Esse fenômeno é chamado de fragilização por hidrogênio e consiste na perda de resistência e ductilidade de alguns metais quando expostos a ambientes que contêm hidrogênio, como água, óleo ou gás. O hidrogênio pode penetrar no metal e causar microfissuras que se propagam sob tensão, levando a fraturas frágeis e altamente danosas.

    A fragilização por hidrogênio é um problema sério para a indústria de energia, transporte e construção, que utiliza aços de alta resistência para fabricar componentes como tubulações, tanques, navios, pontes e blindagens. Esses componentes estão sujeitos a condições ambientais agressivas e a cargas cíclicas, que podem favorecer a entrada e a difusão do hidrogênio no metal. Por isso, é importante prever e prevenir a fragilização por hidrogênio, evitando falhas catastróficas que podem causar perdas humanas, econômicas e ambientais.

    Para isso, pesquisadores de diferentes países desenvolveram um novo conceito para prever a fragilização por hidrogênio em aços, baseado na geração de entropia durante a fadiga do metal. A entropia é uma medida da desordem de um sistema e aumenta com a deformação plástica, que é a mudança permanente de forma do material. Os pesquisadores propuseram que a entropia gerada durante a fadiga atinge um valor constante, independente do conteúdo de hidrogênio. Isso significa que o hidrogênio não afeta a entropia total, mas sim a forma como ela é distribuída no metal.

    O conceito de entropia aumentada pelo hidrogênio (HEENT, na sigla em inglês) foi introduzido e discutido em um artigo científico publicado na revista International Journal of Hydrogen Energy. O artigo apresenta resultados experimentais, caracterizações em diferentes escalas e estudos de captura de hidrogênio em aços perlíticos, que são aços com baixo teor de carbono que apresentam uma microestrutura composta de ferrita (uma fase magnética do ferro) e cementita (um composto de ferro e carbono). Esses aços são usados em aplicações que requerem boa resistência ao desgaste, como eixos, engrenagens e molas.

    Os pesquisadores concluíram que o mecanismo dominante para a fragilização por hidrogênio nos aços estudados é a plasticidade localizada aumentada pelo hidrogênio (HELP, na sigla em inglês). Esse mecanismo consiste na facilitação do movimento das discordâncias, que são defeitos na estrutura cristalina do metal, pelo hidrogênio, aumentando a deformação plástica localizada em torno das trincas. Isso reduz a resistência do metal e acelera o crescimento das trincas. Os pesquisadores apresentaram evidências diretas desse mecanismo em aços perlíticos com observações em escala nanométrica.

    O conceito de HEENT pode ser útil para prever a fragilização por hidrogênio em aços, considerando os efeitos do hidrogênio na distribuição da entropia no metal. Além disso, o conceito pode ser aplicado a outros tipos de aços e de metais, contribuindo para o desenvolvimento de materiais mais resistentes e seguros.

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  • USP e Shell lançam projeto pioneiro de hidrogênio renovável a partir do etanol

    USP e Shell lançam projeto pioneiro de hidrogênio renovável a partir do etanol

    O que você acha de abastecer seu carro com hidrogênio renovável, um combustível que não emite gases de efeito estufa e que pode ser produzido a partir do etanol?

    Essa é a proposta de um projeto pioneiro no mundo, que foi anunciado pela USP em parceria com a Shell, a Raízen e a Toyota. O projeto visa construir a primeira estação experimental de abastecimento de hidrogênio renovável a partir do etanol, que será capaz de gerar 4,5 quilos de H₂ por hora e abastecer até três ônibus e um veículo leve. O investimento é de R$ 50 milhões da Shell Brasil, com recursos da ANP.

    O etanol é uma fonte de energia renovável, que pode ser obtido a partir da cana-de-açúcar ou do milho. Ele é usado para gerar hidrogênio combustível para carros elétricos, aproveitando a logística já existente da indústria. O processo consiste em submeter o etanol a temperaturas e pressões específicas por meio de um reformador a vapor, que separa o hidrogênio do carbono. O hidrogênio é armazenado em tanques e usado para alimentar os motores elétricos dos veículos, enquanto o carbono é capturado e armazenado.

    O hidrogênio renovável tem o potencial de ajudar a descarbonizar setores que consomem energia proveniente de combustíveis fósseis, como o transporte, a indústria e a geração de eletricidade. Além disso, ele pode ter uma pegada negativa, ou seja, retirar mais carbono da atmosfera do que emitir. Isso pode contribuir para o combate às mudanças climáticas e para o cumprimento das metas do Acordo de Paris.

    O governador Tarcísio de Freitas participou do anúncio do projeto e ressaltou o potencial de geração de energias renováveis no Brasil. Ele afirmou que o futuro da indústria automobilística aponta para o modelo elétrico híbrido, com base em hidrogênio. Ele também defendeu a operação Escudo, que foi alvo de protestos de alunos da USP.

    A previsão é que a estação experimental esteja em operação regular no segundo semestre de 2024. O projeto conta com a participação da Hytron, Senai CETIQT e Fapesp. Os pesquisadores vão validar os cálculos sobre as emissões e custos do processo de produção de hidrogênio. O objetivo é escalonar a produção e atingir viabilidade econômica.

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    Essa é a proposta de um projeto pioneiro no mundo, que foi anunciado pela USP em parceria com a Shell, a Raízen e a Toyota. O projeto visa construir a primeira estação experimental de abastecimento de hidrogênio renovável a partir do etanol, que será capaz de gerar 4,5 quilos de H₂ por hora e abastecer até três ônibus e um veículo leve. O investimento é de R$ 50 milhões da Shell Brasil, com recursos da ANP.

    O etanol é uma fonte de energia renovável, que pode ser obtido a partir da cana-de-açúcar ou do milho. Ele é usado para gerar hidrogênio combustível para carros elétricos, aproveitando a logística já existente da indústria. O processo consiste em submeter o etanol a temperaturas e pressões específicas por meio de um reformador a vapor, que separa o hidrogênio do carbono. O hidrogênio é armazenado em tanques e usado para alimentar os motores elétricos dos veículos, enquanto o carbono é capturado e armazenado.

    O hidrogênio renovável tem o potencial de ajudar a descarbonizar setores que consomem energia proveniente de combustíveis fósseis, como o transporte, a indústria e a geração de eletricidade. Além disso, ele pode ter uma pegada negativa, ou seja, retirar mais carbono da atmosfera do que emitir. Isso pode contribuir para o combate às mudanças climáticas e para o cumprimento das metas do Acordo de Paris.

    O governador Tarcísio de Freitas participou do anúncio do projeto e ressaltou o potencial de geração de energias renováveis no Brasil. Ele afirmou que o futuro da indústria automobilística aponta para o modelo elétrico híbrido, com base em hidrogênio. Ele também defendeu a operação Escudo, que foi alvo de protestos de alunos da USP.

    A previsão é que a estação experimental esteja em operação regular no segundo semestre de 2024. O projeto conta com a participação da Hytron, Senai CETIQT e Fapesp. Os pesquisadores vão validar os cálculos sobre as emissões e custos do processo de produção de hidrogênio. O objetivo é escalonar a produção e atingir viabilidade econômica.

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  • GWM Brasil investirá R$ 10 bilhões em veículos a hidrogênio em SP

    GWM Brasil investirá R$ 10 bilhões em veículos a hidrogênio em SP

    A GWM Brasil, uma das maiores montadoras asiáticas firmou um acordo com o governo de São Paulo para desenvolver projetos de veículos movidos a hidrogênio no estado.

    Segundo a matéria do site do governo de SP, a GWM Brasil vai construir um novo complexo automotivo em Iracemápolis, que terá capacidade para produzir 100 mil veículos por ano. O investimento será de R$ 10 bilhões e a previsão é gerar 2 mil empregos diretos até 2025.

    O acordo também prevê a criação de um centro de pesquisa e desenvolvimento de tecnologias de hidrogênio, que será o primeiro do gênero na América Latina. O objetivo é tornar o estado de São Paulo um polo de inovação e referência em mobilidade sustentável.

    O hidrogênio é considerado o combustível do futuro, pois não emite poluentes na sua queima, apenas água. Além disso, ele pode ser produzido a partir de fontes renováveis, como energia solar e eólica. Os veículos a hidrogênio têm autonomia e desempenho superiores aos elétricos convencionais, e podem ser abastecidos em poucos minutos.

    O projeto da GWM Brasil é uma oportunidade para o país avançar na transição energética e reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Além disso, ele vai gerar emprego, renda e desenvolvimento para o estado de São Paulo e para o Brasil.

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    Segundo a matéria do site do governo de SP, a GWM Brasil vai construir um novo complexo automotivo em Iracemápolis, que terá capacidade para produzir 100 mil veículos por ano. O investimento será de R$ 10 bilhões e a previsão é gerar 2 mil empregos diretos até 2025.

    O acordo também prevê a criação de um centro de pesquisa e desenvolvimento de tecnologias de hidrogênio, que será o primeiro do gênero na América Latina. O objetivo é tornar o estado de São Paulo um polo de inovação e referência em mobilidade sustentável.

    O hidrogênio é considerado o combustível do futuro, pois não emite poluentes na sua queima, apenas água. Além disso, ele pode ser produzido a partir de fontes renováveis, como energia solar e eólica. Os veículos a hidrogênio têm autonomia e desempenho superiores aos elétricos convencionais, e podem ser abastecidos em poucos minutos.

    O projeto da GWM Brasil é uma oportunidade para o país avançar na transição energética e reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Além disso, ele vai gerar emprego, renda e desenvolvimento para o estado de São Paulo e para o Brasil.

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