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A principal desvantagem das fontes de energia renováveis (FER) eólica ou solar é a intermitência devido à variação do consumo e das condições climáticas. A criação de um sistema de salvaguarda com armazenamento de energia é uma questão crucial para o paradigma da energia sustentável. O H2 produzido por eletrólise da água em momentos de carga base, armazenado e convertido novamente em eletricidade através da reação inversa é uma solução promissora. A possibilidade de utilização de H2 como vetor energético aumenta significativamente a utilização eficiente das FER. O sistema combinado de célula de combustível (FC)/electrolisador(EL), Unitized Regenerative Fuel Cell, URFC, que inclui no mesmo dispositivo um EL que converte energia elétrica em H2 e uma FC que produz eletricidade usando o gás armazenado, tem um grande potencial. O custo, peso e volume da URFC são inferiores ao que resulta da combinação de unidades FC e EL separadas, mas os materiais e as especificações das funções críticas do dispositivo são mais exigentes.
UniRCell tem como objetivo desenvolver uma nova geração de materiais de elevado desempenho, baixo custo e ambientalmente sustentáveis e a validação num protótipo URFC.
O plano de trabalho está organizado numa atividade de gestão e inovação e nas atividades técnicas seguintes:
-desenvolvimento de novos eletrólitos, incluindo formulações contendo MOFs, híbridos mesoporosos, líquidos iónicos e bio-polímeros (TRL1);
-desenvolvimento de novos eletrocatalisadores (ELC) bifuncionais para as reações OER/ORR e HER/HOR baseados em compósitos de óxidos metálicos mistos, polioxometalatos, MOFs e nanomateriais de carbono (TRL1), incluindo a produção em larga escala dos mais promissores (TRL2);
-integração no conjunto membrana elétrodo através da avaliação de diferentes configurações de elétrodos, camadas de difusão de gás e placas separadoras (TRL2);
-validação analítica e experimental das especificações críticas dos componentes em protótipos laboratoriai  |
Resumo
A principal desvantagem das fontes de energia renováveis (FER) eólica ou solar é a intermitência devido à variação do consumo e das condições climáticas. A criação de um sistema de salvaguarda com armazenamento de energia é uma questão crucial para o paradigma da energia sustentável. O H2 produzido por eletrólise da água em momentos de carga base, armazenado e convertido novamente em eletricidade através da reação inversa é uma solução promissora. A possibilidade de utilização de H2 como vetor energético aumenta significativamente a utilização eficiente das FER. O sistema combinado de célula de combustível (FC)/electrolisador(EL), Unitized Regenerative Fuel Cell, URFC, que inclui no mesmo dispositivo um EL que converte energia elétrica em H2 e uma FC que produz eletricidade usando o gás armazenado, tem um grande potencial. O custo, peso e volume da URFC são inferiores ao que resulta da combinação de unidades FC e EL separadas, mas os materiais e as especificações das funções críticas do dispositivo são mais exigentes.
UniRCell tem como objetivo desenvolver uma nova geração de materiais de elevado desempenho, baixo custo e ambientalmente sustentáveis e a validação num protótipo URFC.
O plano de trabalho está organizado numa atividade de gestão e inovação e nas atividades técnicas seguintes:
-desenvolvimento de novos eletrólitos, incluindo formulações contendo MOFs, híbridos mesoporosos, líquidos iónicos e bio-polímeros (TRL1);
-desenvolvimento de novos eletrocatalisadores (ELC) bifuncionais para as reações OER/ORR e HER/HOR baseados em compósitos de óxidos metálicos mistos, polioxometalatos, MOFs e nanomateriais de carbono (TRL1), incluindo a produção em larga escala dos mais promissores (TRL2);
-integração no conjunto membrana elétrodo através da avaliação de diferentes configurações de elétrodos, camadas de difusão de gás e placas separadoras (TRL2);
-validação analítica e experimental das especificações críticas dos componentes em protótipos laboratoriais FC/EL e URFC (TRL3-4).
Também serão desenvolvidas ferramentas numéricas para melhor compreensão:
-das relações entre a estrutura, transporte iónico e eletrocatálise;
-dos efeitos dinâmicos de escoamento bifásico, transferência de calor e massa na otimização do desempenho do dispositivo.
A equipa tem experiência em condutores iónicos, CICECO e CQVR, para desenvolver eletrólitos; em química dos materiais no LAQV e em ciência das superfícies no LSRE-LCM trabalhando em conjunto na preparação e teste de ELCs; e na construção, teste e otimização dos dispositivos no CEFT. Os novos ELCs fortalecerão a spin-off do LAQV-REQUIMTE/UP, InnovCat, enquanto o processo de scale-up para a produção industrial constitui uma potencial nova linha de negócios para a spin-off do LSRE-LCM, Fluidinova.
UniRCell permitirá ainda a consolidação da investigação em FCs/ELs em Portugal, atualmente escassa e sem massa crítica, através da criação de 15 bolsas de investigação e 5 empregos científicos. |