Laboratório de Tecnologias de Energia no IDMEC/IST

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

2. Constituído por 6 PPS nos quais o IDMEC/IST participou mais em 3: PPS3 – Instalação de estação piloto de armazenamento de energia com H2. 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. Projecto EDEN

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

4. Inst. Piloto em Porto Santo Tanque de armazenamento Gerador eólico Electrolisador Pilha de combustível Inversores

5. 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). Modelação térmica de reactores de reformação

6. 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 Simulação reformação

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

8. Modelo acoplado Com base no procedimento desenvolvido foi possível calcular perfil de temperatura na superfície entre fornalha e reformador.

9. O modelo desenvolvido foi utilizado em projecto de demonstração em que se construiu uma instalação de 10 kgH2/dia. Projecto Nemesis • Espera-se desenvolver novo projecto para instalação de 250 kgH2/dia para posto de abastecimento de demonstração de frota.

10. Reforming do Metanol: produção de Hidrogénio Reactor integralmente produzido no IST.

11. 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. 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. 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. Perfis térmicos do reformador

14. Natural gas steam reforming • Test section operating at high temperature and pressure up to 8 bar for testing natural gas steam reforming catalyst.

15. Pilhas de Combustível PEM Testes de Operação • Optimização de desempenho • Monitorização de produção eléctrica e térmica

16. Parâmetros tipicamente monitorizados

17. Parâmetros tipicamente monitorizados

18. Parâmetros tipicamente monitorizados

19. 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.