Devido às perspectivas de um prazo curto para o esgotamento das reservas de petróleo, bem como outros fatores, faz-se necessária à reestruturação da matriz energética mundial. Neste contexto, o hidrogênio apresenta-se como um dos combustíveis mais promissores. Entretanto, ele não é uma fonte primária de energia e para ser produzido necessita de processos artificiais, como a eletrólise. Nela está envolvido o gasto de energia elétrica e com isso o custo da eletricidade eleva o custo final do hidrogênio. Em períodos de chuva, existe um excesso de água nos reservatórios das usinas hidrelétricas e uma parcela dessa água é direcionada para o vertedouro, podendo ser utilizada para produzir hidrogênio fora dos horários de grande consumo. O alto custo do hidrogênio decorre também do custo da instalação de equipamentos. Entre os principais componentes de um sistema de eletrólise típico, está o módulo de potência, que promove a alimentação de todo o processo. Seu componente principal é o retificador, que converte a energia alternada em contínua. Os retificadores têm seu maior mercado na indústria galvânica, a qual exige um controle de tensão e corrente muito acima do que é necessário para a eletrólise. Dessa forma, em uma planta eletrolítica, instala-se um equipamento com especificações desnecessárias. Este trabalho tem como propósito desenvolver um retificador de baixo custo, que possa ser utilizado na eletrólise da água sem elevar demais o custo final do hidrogênio eletrolítico.

Inicialmente realizou-se uma completa revisão bibliográfica, bem como uma pesquisa de mercado, a respeito da atual disponibilidade de retificadores para a utilização em Eletrolisadores, e os retificadores utilizados atualmente para esse fim. Isto feito será iniciado o estudo para desenvolvimento de um novo protótipo de retificador, envolvendo menores custos e simplicidade de funcionamento, com o auxílio do Programa Computacional P-Spice. Após esta etapa, far-se-á as simulações necessárias, com o mesmo Programa Computacional, para análise do funcionamento do retificador desenvolvido e por último, realizar-se-á a construção de um retificador para teste. Faz parte também, do escopo desse projeto, a realização de testes para análise de desempenho do retificador, no que tange ao nível de “ripple” aceitável pelo eletrolisador e o nível fornecido pelo retificador, bem como testes de campo junto ao LH2 da Unicamp.

Espera-se, como resultados do projeto proposto, o desenvolvimento de retificadores aplicados a plantas eletrolíticas, mais precisamente, na eletrólise da água para a produção de hidrogênio eletrolítico, com um custo final bem abaixo dos retificadores atualmente utilizados para esse fim. Esse fato irá diminuir o custo de produção do hidrogênio eletrolítico, contribuindo para o avanço da tecnologia, bem como para a viabilidade econômica da produção de hidrogênio a partir da energia vertida turbinável numa usina hidrelétrica.

O projeto proposto, apesar de estar ainda na sua fase inicial, mostra-se extremamente viável, uma vez que trabalhos anteriores foram realizados, mostrando a necessidade de se projetar retificadores adequados à produção de hidrogênio eletrolítico. Pelo fato dos retificadores atualmente disponíveis no mercado para este fim, serem considerados com especificações desnecessárias, acredita-se que o desenvolvimento de um modelo mais simples venha contribuir, e muito, com a tecnologia de produção do hidrogênio eletrolítico.

Instituição de fomento: PDTA / FPTI – Programa de Desenvolvimento Tecnológico Avançado / Fundação Parque Tecnológico Itaipu

Trabalho de Iniciação Científica