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Projecto da Casa da U. Porto
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Energias Renováveis II

Código: EQ0103     Sigla: ENR II

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Ciências Tecnológicas (Projecto)

Ocorrência: 2018/2019 - 2S

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável: Mestrado Integrado em Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
MIEQ 14 Plano de estudos oficial 4 - 6 56 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Alexandra Maria Pinheiro da Silva Ferreira Rodrigues Pinto Regente

Docência - Horas

Teórico-Práticas: 4,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teórico-Práticas Totais 1 4,00
Vânia Sofia Brochado de Oliveira 1,00
Alexandra Maria Pinheiro da Silva Ferreira Rodrigues Pinto 3,00

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

OBJECTIVOS • Promover o desenvolvimento e interiorização de procedimentos metódicos para organizar informação. • Incrementar o desempenho na comunicação escrita, oral e no trabalho em grupo • Estimular a inovação, a intervenção e a abertura ao espírito de mudança. • Proporcionar informação para que seja garantida a qualidade ambiental, através da sua gestão com base no conceito de desenvolvimento sustentável. .

Resultados de aprendizagem e competências


COMPETÊNCIAS Pessoais, interpessoais e profissionais: • Identificação dos objectivos dos projectos a desenvolver; • Autonomia na recolha da informação necessária para o desenvolvimento dos projectos, interpretando a informação recolhida à luz do conhecimento existente; • Trabalho em equipa com bom desempenho na comunicação escrita e oral, em ambientes multiculturais e multidisciplinares; Técnicas: • Aplicação do conceito de sustentabilidade e de renovação dos recursos energéticos; • Aplicação dos mecanismos e sistemas para racionalização da utilização da energia; • Identificação das tendências e estratégias futuras para investigação e desenvolvimento sobre produção de biocombustíveis a partir da biomassa.

RESULTADOS DE APRENDIZAGEM Os estudantes aprovados estarão aptos a desenvolver a sua actividade profissional em sistemas energéticos e bioenergéticos, adquirindo conhecimentos para: • Perceber os conceitos fundamentais relacionados com as energias renováveis; • Perceber os conceitos fundamentais relacionados com a Tecnologia das pilhas de Combustível e do Hidrogénio; • Ter opinião sobre a controvérsia em torno do conceito »Economia do Hidrogénio» • Reconhecer as pilhas de combustível tipo PEM como um exemplo da integração do conhecimento adquirido nos estudos do primeiro ciclo em Engenhria Química; • Identificar as características físico-químicas de diferentes tipos de biomassa, avaliando a sua disponibilidade e potencial para produção de energia; • Identificar e descrever os processos usados na conversão da biomassa nas diversas formas de bioenergia, integrando-os nas diferentes gerações de produção; • Avaliar a relevância da utilização de resíduos como matéria-prima para produção de biocombustíveis; • Identificar e interpretar as relações entre energia, ambiente e economia, avaliando os impactes ambientais associados à produção de bioenergia; •Ter opinião sobre a controvérsia bioenergia/alimentos na competição para o uso da terra.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

-Introdução – A importância das Energias Renováveis - Introdução à Tecnologia das pilhas de combustível: . Príncípios básicos . Tipos de Pilhas de combustível . Aplicações -Pilhas de combustível tipo PEM . Termodinãmica das PEM: potencial de circuito aberto e eficiência . Cinética das reacções electroquímicas no ânodo e no cátodo . Transferência de calor e massa: gestão do calor e da água - Pilhas de combustível com injecção directa de metanol . Sessão laboratorial Determinação experimental de uma curva de polarização de uma pilha DMFC operando à temperatura e pressão ambiente. Interpretação dos resultados. -Pilha de combustível com injecção directa de metanol – exemplo de aplicação de conceitos de termodinâmica, mecânica de fluidos, transferência de calor, transferência de massa, oxidação-redução, catálise e processos de separação -Processos de Produção e purificação de hidrogénio . Electrólise . Reformação . Decomposição termoquímica da água . Fotoconversão . Gasificação de carvão . Produção a partir de biomassa -Armazenamento e Distribuição (2 horas) . Armazenamento sob a forma de gás . Armazenamento sob a forma de líquido . Hidretos metálicos . Hidretos químicos . Distribuição em Pipelines .Transporte móvel . Produção local -Hidretos químicos . Sessão laboratorial Produção e armazenamento de H2 a apartir de hidrólise catalítica de soluções aquosas de Borohidreto de sódio; alimentação do gás produzido como combustível a um protótipo demonstrativo (autocarro com pilha de combustível) -A tecnologia das pilhas de combustível e Hidrogénio como sistema de back-up em sistemas eólicos de produção de Energia - Caracterização dos recursos da biomassa O que é a biomassa; quantificação do carácter renovável. Relevância da biomassa para a produção de energia: opções de utilização; vantagens e desvantagens; substituição de petróleo para redução da emissão de gases com efeito de estufa; controvérsia bioenergia/alimentos na competição para o uso da terra; biocombustíveis de diferentes gerações. - Características físico-químicas relevantes para a produção de energia - Conversão térmica da biomassa Produção de electricidade; pirólise da biomassa. - Bioconversão da biomassa Produção de biogás; produção de bioetanol; produção de biodiesel (tecnologias de produção, controlo de qualidade, o papel determinante da matéria-prima). - Desafios e perspectivas futuras Matérias-primas alternativas, desenvolvimento das tecnologias de produção, o conceito de biorefinaria, protecção ambiental.

Bibliografia Obrigatória

Tester, Jefferson W. 340; Sustainable energy. ISBN: 0-262-20153-4
Petrou, E. C.; Pappis, C. P.; Biofuels: A Survey on Pros and Cons, Energy & Fuels, 23, 1055–1066, 2009 (bibliografia disponibilizada aos alunos)
Gressel, J. ; Transgenics are Imperative for Biodiesel Crops, Plant Science, 174, 246-263. , 2008 (bibliografia disponibilizada aos alunos)
Rittmann, B. E.; Opportunities for Renewable Bioenergy Using Microorganisms, Biotechnology and Bioengineering, 100, 203-211, 2008 (bibliografia disponibilizada aos alunos)

Bibliografia Complementar

ed. by Alain A. Vertès [et al.]; Biomass to biofuels. ISBN: 978-0-470-51312-5
John Tabak; Biofuels. ISBN: 978-0-8160-7082-4
McGowan, Thomas F. 1950- 340; Biomass and alternate fuel systems. ISBN: 978-0-470-41028-8
European Environmental Agency ; How Much Bioenergy can Europe Produce Without Harming the Environment?, European Environmental Agency Report No 7, Luxembourg, 2006 (bibliografia disponibilizada aos alunos)
Parente, E. J. S. ; Biodiesel & Alimentos , Tecbio, Fortaleza, 2008 (bibliografia disponibilizada aos alunos)
Yazdani, S. S.; Gonzalez, R.; Anaerobic Fermentation of Glycerol: a Path to Economic Viability for Biofuels Industry, Current Opinion in Biotechnology, 18, 213-219, 2007 (bibliografia disponibilizada aos alunos)
ed. by Ashok Pandey; Handbook of plant-based biofuels. ISBN: 978-1-56022-175-3

Observações Bibliográficas

Serão usados diferentes suportes bibliográficos para os diferentes assuntos que constituem o programa, pelo que serão indicados os suportes específicos de cada assunto.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas serão constituídas por um período de exposição com recurso a meios audiovisuais (diapositivos, fotografias, vídeos e informação disponível na internet), seguido de um período de discussão/debate. Os alunos serão chamados a realizar trabalhos de pesquisa bibliográfica. Serão igualmente realizadas algumas sessões laboratoriais com a elaboração dos relatórios correspondentes.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 60,00
Prova oral 15,00
Trabalho laboratorial 25,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Frequência das aulas 0,00
Total: 0,00

Obtenção de frequência

Não excedência do limite de faltas: 25% do número de aulas previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

CF= 0,40 x AD + 0,60 x EF AD- avaliação distribuída A avaliação distribuída consiste na elaboração de quatro trabalhos EF - exame final Os alunos terão que obter uma classificação minima no exame final (EF) de 8 valores

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame único sem ponderação da avaliação distribuída

Melhoria de classificação

Exame único sem ponderação da avaliação distribuída

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