Combustível "hidrogénio"

A partir da primeira crise petrolífera, na década de 70, passou-se a considerar o hidrogénio como uma possível fonte de energia, através da conversão electroquímica, usando células de combustível, que até então tinham como grande aplicação prática a utilização em missões espaciais. O hidrogénio pode ser considerado como uma fonte de energia intermédia, sendo necessário produzi-lo, transportá-lo e armazená-lo antes de o usar. É ainda preciso encontrar soluções tecnologicamente eficientes, económicas e seguras para o seu manuseamento. O hidrogénio é um combustível leve, mas com baixa densidade de massa por m 3 No entanto, sendo o . combustível de utilização mais eficiente, na prática, a relação de volume entre o hidrogénio e os combustíveis convencionais não lhe é assim tão desfavorável

Influência do peróxido de hidrogénio na actividade inibitória do mel contra leveduras patogénicas

O mel é um produto natural usado desde a antiguidade para o tratamento de doenças respiratórias e como cicatrizante. Estes efeitos estão relacionados com as suas características físicas e químicas. O principal agente antibacteriano no mel é o peróxido de hidrogénio, o qual é produzido enzimaticamente pela glucose oxidase. O nível de peróxido de hidrogénio no mel é determinado pelos níveis de glucose oxidase e catalase. Quanto maior o nível de glucose oxidase e quanto menor o nível de catalase, maior a quantidade de peróxido de hidrogénio. O objectivo deste trabalho foi estudar a influência de peróxido de hidrogénio de dois méis da região de Trás-os-Montes no crescimento e sobrevivência de leveduras patogénicas (Candida albicans, Candida krusei e Cryptococcus neoformans). Os resultados revelaram que os méis estudados, sem adição de catalase, inibiram o crescimento de C. krusei e C. neoformans, mas não afectaram o crescimento de C. albicans e S. cerevisiae, sugerindo que o peróxido de hidrogénio pode ser um dos factores responsáveis pelos efeitos terapêuticos do mel. No entanto,como o mel escuro evidenciou maior efeito inibitório que o mel claro, outros factores poderão estar envolvidos na actividade biológica deste produto, nomeadamente o teor em compostos fenólicos, que foi mais elevado no mel escuro

Produção de hidrogénio solar com simultânea mineralização de poluentes orgânicos

A produção foto-catalítica de hidrogénio por iluminação de uma suspensão de nanopartículas de óxidos semicondutores apresenta vantagens atractivas sobre outros métodos de elevado custo, como a electrólise. Como barreira tecnológica à aplicação comercial daquela tecnologia salienta-se a sua baixa eficiência. Neste trabalho demonstra-se o aumento na eficiência da produção foto-catalítica de hidrogénio a partir de água, utilizando poluentes orgânicos como agentes sacrificiais. Os catalisadores desenvolvidos permitem também estender a aplicação do processo à utilização de luz solar directa ou luz artificial, fundamental para o avanço e implementação da tecnologi

CFD analysis of the combustion of hydrogen fuel on a CFM56-3 combustor

In this work is presented an overview of the use of hydrogen in aviation, the modifications needed to adapt an existing gas turbine to use hydrogen, and a CFD simulation of an existing gas turbine burning this fuel. The CFD simulation was done in a CFM56-3 combustor model burning hydrogen and Jet A (as a reference standard). It was intended to evaluate the viability of conversion of existing gas turbines to hydrogen, from a combustion point of view, by analyzing the emissions while burning this fuel through ICAO's LTO cycle. The software ANSYS Fluent 2020R2 was used to perform the numerical study and the viscous and radiation models used were the RSM and P-1, respectively. Only the NOx emissions were assessed as pollutant once the hydrogen combustion products are reduced to water vapor and NOx. These emissions were evaluated through a detailed mechanism and the NOx model available on ANSYS Fluent 2020R2 to get a better agreement with the ICAO’s values. For this assessment, several sensibility studies were also made for hydrogen burn to analyze the influence of some parameters in the pollutant emissions, for example, the analysis of the airflow with or without swirl effect in the primary zone and different inlet temperature and pressure for fuel. In the end, it was concluded that theoretically the CFM56-3 combustor can be converted to operate with hydrogen fuel with minor changes (related with the injection system). However, the quantity of NOx produced for each power setting when burning hydrogen is expected to be almost twice the values obtained for Jet A. Regarding the sensibility tests, only the changes in the swirl effect and the fuel temperature produced relevant changes in the results.Neste trabalho é apresentada uma visão geral do uso do hidrogénio no setor aeronáutico, das modificações necessárias para adaptar uma turbina de gás existente para o uso de hidrogénio e uma simulação em CFD da queima deste combustível numa turbina de gás existente. O estudo em CFD foi feito num modelo de combustor de um CFM56-3 enquanto queimava hidrogénio e Jet A (como padrão de referência). Com isto pretendiase avaliar a viabilidade de conversão de turbinas de gás existentes para hidrogénio, do ponto de vista da combustão, através da análise das emissões durante a queima deste combustível através do ciclo LTO da ICAO. O software ANSYS Fluent 2020R2 foi utilizado para realizar o estudo numérico e os modelos viscosos e de radiação utilizados foram o RSM e o P-1, respetivamente. Somente as emissões de NOx foram avaliadas como poluentes, uma vez que os produtos de combustão do hidrogénio são reduzidos a vapor de água e NOx. Estas emissões foram avaliadas através de um mecanismo detalhado e do modelo de NOx disponível no ANSYS Fluent 2020R2, de modo a obter uma melhor concordância com os valores da ICAO. Para esta avaliação, também foram efetuados vários estudos de sensibilidade para analisar a influência de alguns parâmetros nas emissões de poluentes durante a queima de hidrogénio, como por exemplo, a análise do escoamento de ar com e sem efeito de swirl na zona primária e diferentes temperaturas e pressões de injeção do combustível. No final, concluiu-se que teoricamente o combustor do CFM56-3 pode ser convertido para operar com hidrogénio com pequenas alterações (relacionadas com sistema de injeção). No entanto, é expectável que a quantidade de NOx produzida para cada percentagem de acelerador ao queimar hidrogénio seja quase o dobro dos valores obtidos para o Jet A. Em relação aos testes de sensibilidade, apenas as alterações no efeito de swirl e na temperatura do combustível produziram mudanças relevantes nos resultados

Operation of a fuel cell with biohydrogen obtained from food waste

Trabalho de projeto de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019Vivemos numa era em que existe uma clara sobre utilização de recursos. Para além disso, é de notar também, um crescimento da população mundial a um elevado ritmo e o aparecimento de novos hábitos de consumo, o que agrava a forma como são geridos os nossos recursos. E neste contexto que surge o desperdício alimentar que, já sem qualquer valor enquanto alimento para o ser humano, tem diversos outros tipos no qual se pode valorizar. Uma necessidade básica e adquirida pelo ser humano, com tendência também para aumentar é o consumo de energia, sendo este cada vez mais urgente de suprir de forma sustentável. Uma combinação entre a necessidade e o recurso disponível em excesso, e utilizando a tecnologia da pilha de combustível, originou o tema desta dissertação “Operation of a fuel cell with biohydrogen obtained from food waste”. Na pilha de combustível é fornecido hidrogénio biológico obtido a partir da fermentação escura de um lote de desperdício alimentar. O objectivo deste trabalho é estudar o comportamento deste gás na pilha de combustível. O circuito para o estudo deste gás na pilha de combustível foi construído de raiz. Uma célula de combustível de membrana de troca de protões com área activa de 10.89 cm2 foi integrada num sistema fechado e alimentado por um balão de gás que introduz o combustível no circuito. Este sistema foi criado para estudar a performance da célula com a variação de temperatura e pureza do gás. Como forma de comparação, foram realizados testes com hidrogénio industrial e biohidrogénio ambos a 25°C e 50°C. A análise deste gás durou enquanto o mesmo foi produzido no processo de fermentação escura, correspondente a um período de cerca de 14 dias, onde foram produzidos cerca de 45 litros de gás em condições PTN. Durante este tempo, o gás foi sendo armazenado em balões próprios para armazenar hidrogénio, e imediatamente utilizados na pilha de combustível. Foram estudados nove lotes de gás e um de hidrogénio industrial. Cada lote de gás foi estudado e repetido entre duas a quatro vezes. Os resultados mostraram pequenas variações entre as condições aplicadas. O bio-hidrogénio teve um comportamento similar com o hidrogénio industrial, o que aponta que tem uma elevada concentração de hidrogénio e que pode ser usado como alternativa para esta tecnologia. No total de 45 litros de gás produzidos, com um fluxo de produção de gás de aproximadamente 133 mL/h, de acordo com o fluxo de produção de energia a partir da pilha de combustível (1.59Wh/L), seria possível produzir cerca de 71.76Wh com este sistema e tecnologia utilizada e com valores de eficiência de aproximadamente 63%.In the current world where alternative and responsible energy supply is required, this project focus on studying the viability of biohydrogen produced from dark fermentation of food waste, in a polymer electrolyte membrane fuel cell. A fuel cell Parker with one cell and active area of 10.89 cm2 was integrated in a closed system and connected to a balloon to feed gas in the circuit. This system was created to study the cell performance as temperature and gas purity varied. Several tests were made with industrial hydrogen (100% purity) and biohydrogen (98% purity) at 25°C and 50°C. The results showed small variations between the conditions applied. The biohydrogen had similar behaviour to industrial hydrogen, which points that it has a high hydrogen concentration, and could be used as an alternative to fuel this technology. In this small scale study, the maximum energy generated per hydrogen litre was 1.593 Wh/L, with fuel cell efficiency of 0.529 and current values of 11.02 mA/cm2 for a total of 45.047 L of biohydrogen produced