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Apr 08, 2024

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1º de agosto de 2023 | Por Mary Page Bailey O futuro do hidrogénio verde depende do sucesso de cada fase do seu ecossistema. Muitos fatores estão contribuindo para a necessária expansão da infraestrutura crítica

1º de agosto de 2023 | Por Mary Page Bailey

O futuro do hidrogénio verde depende do sucesso de cada etapa do seu ecossistema. Muitos factores estão a contribuir para a expansão da infra-estrutura crítica necessária para alcançar a descarbonização industrial

Globalmente, o hidrogénio é cada vez mais considerado como uma parte crítica das estratégias de descarbonização industrial, tanto como combustível alternativo como como método para descarbonizar os sectores industriais que utilizam o hidrogénio como matéria-prima. Recentemente, os incentivos da Lei de Redução da Inflação (IRA) aceleraram rapidamente a actividade em torno de projectos de hidrogénio de baixo carbono nos EUA, com o objectivo de aumentar a utilização do hidrogénio como fonte de energia e a adopção do hidrogénio “verde” em vez do tradicional combustível fóssil. baseado em hidrogênio “cinza”. Como parte do IRA, um financiamento significativo do Departamento de Energia dos EUA (DOE; Washington DC; www.energy.gov) está sendo reservado para Centros Regionais de Hidrogênio Limpo – redes de produção e transporte em grande escala que construirão todo o hidrogênio cadeia de valor. Estes centros incluem eletrolisadores para a produção de hidrogénio verde a partir da água, estações de reabastecimento para a sua distribuição e células de combustível para a sua conversão em eletricidade, bem como oleodutos, tanques e outras infraestruturas logísticas. Cada centro apresentou uma proposta formal e as seleções de financiamento serão anunciadas ainda este ano. À medida que a produção de hidrogénio com baixo teor de carbono prolifera nos EUA e noutros países, há muitos factores críticos a serem considerados nos bastidores desta expansão massiva, incluindo preocupações com a força de trabalho, segurança e armazenamento de hidrogénio, cadeias de fornecimento de equipamentos e utilização final.

Com o anúncio do influxo de projetos de hidrogénio de baixo carbono, o fabrico de eletrolisadores e componentes associados está a aumentar rapidamente, com foco em economias de escala e automação. Simultaneamente, os avanços na eficiência energética e na durabilidade de membranas e catalisadores de alto desempenho estão reduzindo os custos iniciais de capital. “O aumento da produção de eletrolisadores é um dos maiores gargalos potenciais para o crescimento do mercado de hidrogênio. Um aumento substancial da produção baseia-se, por sua vez, numa expansão maciça das capacidades de energia renovável. Os investimentos estratégicos ao longo de toda a cadeia de valor são fundamentais para evitar uma restrição à produção a longo prazo”, afirma Stefanie Kopchick, líder de negócios de hidrogénio na The Chemours Company (Wilmington, Del.; www.chemours.com). A Chemours está em uma posição única como fabricante de componentes para eletrolisadores – ou seja, membranas de troca iônica Nafion – bem como usuária de hidrogênio verde em algumas de suas unidades de fabricação. A empresa anunciou recentemente planos de investir US$ 200 milhões para expandir as capacidades de produção de materiais de troca iônica em sua fábrica em Villers-Saint-Paul, França, e também está fazendo parceria com a TC Energy para instalar eletrolisadores de membrana de troca de prótons (PEM) (Figura 1 ) para fornecer hidrogênio para duas unidades de fabricação da Chemours na Virgínia Ocidental como parte da proposta do Centro Regional de Hidrogênio Limpo dos Apalaches (ARCH2). “Para avançar ainda mais na descarbonização de nossos processos de fabricação em cada local, a Chemours planeja consumir uma parte do hidrogênio limpo produzido como combustível misturado com gás natural para abastecer os equipamentos de caldeira existentes”, acrescenta Kopchick. Para atingir as capacidades de produção de hidrogénio necessárias para a descarbonização industrial, o desempenho do eletrolisador deve continuar a melhorar juntamente com a escala de produção, particularmente em termos de eficiência energética e durabilidade dos componentes internos. “Estamos constantemente nos esforçando para aumentar a eficiência energética de nossas membranas de troca iônica, que têm um impacto direto na eficiência geral do eletrolisador. Ao mesmo tempo, trabalhamos para aumentar a durabilidade das membranas. Além disso, custos mais baixos podem ser alcançados reduzindo os níveis de carga do catalisador ou mudando para catalisadores alternativos que não diminuam a eficiência ou a durabilidade. Nesta área, a Chemours continua a desenvolver dispersões de ionômeros, que permitem que catalisadores de metais preciosos sejam usados ​​de forma mais eficiente e durem mais nessas aplicações”, afirma Kopchick.