El anuncio lo hizo el rector de la institución, Carlos Gilberto Carlotti Junior, en la inauguración de la Conferencia de Investigación e Innovación en Transición Energética (ETRI) 2024, realizada por el Centro de Investigación para la Innovación en Gases de Efecto Invernadero (RCGI) entre el martes (11/05) y ayer (11/07).

“Ahora estamos inaugurando nuestro reformador de hidrógeno. A partir de la próxima semana tendremos hidrógeno producido a partir de etanol aquí en nuestra universidad”, afirmó Carlotti Junior.

La gasolinera es resultado de un proyecto del RCGI, un Centro de Investigaciones en Ingeniería (CPE) constituido por la FAPESP y Shell en la Escuela Politécnica (Poli-USP). RCGI es uno de los CPE financiados por la Fundación en colaboración con empresas.

La estación producirá inicialmente 4,5 kilogramos (kg) de hidrógeno por hora, aproximadamente 100 kg por día. El combustible se utilizará para abastecer tres autobuses urbanos que circularán por el campus de la USP, en São Paulo, y un autobús, con una autonomía de 450 kilómetros (km), suficiente para ir y volver de la Ciudad Universitaria a Piracicaba, en la interior de São Paulo, explicó Julio Meneghini, director del RCGI, durante una visita a la planta piloto para invitados. Uno de los autobuses se utilizó para llevar a los visitantes a la estación el pasado martes (11/05).

“Estudios preliminares muestran que, si los 18 autobuses urbanos diésel que circulan hoy por la USP fueran reemplazados por versiones alimentadas con hidrógeno, la universidad dejaría de emitir casi 3 mil toneladas de CO2 [dióxido de carbono] por año”, afirmó Meneghini. A través de proyectos llevados a cabo en el ámbito del RCGI, los investigadores pretenden evaluar la eficiencia de estos autobuses urbanos propulsados ​​por hidrógeno. “Ahora tendremos las condiciones para evaluar estos vehículos en un ciclo real. Esto es muy importante para la aplicación, porque en la industria automotriz, para llegar a la producción en serie de un vehículo, es necesario tener los números muy bien determinados y definidos en operaciones reales”, agregó Meneghini.

Costo competitivo

La tecnología utilizada en la planta piloto para convertir hidrógeno a partir de etanol se basa en el uso de un reactor desarrollado por la startup paulista Hytron con apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP.

En el interior del equipo, llamado reformador, se calientan etanol y agua a 750°C con el objetivo de desencadenar reacciones químicas que resulten en la descomposición de las moléculas de etanol -compuestas por átomos de carbono e hidrógeno- y, en consecuencia, en la producción de hidrógeno. y monóxido de carbono biogénico, es decir, que no es de origen fósil. “Al inicio de la reacción, se utiliza el propio etanol para alcanzar esta temperatura de 750°C. Luego, subproductos, como metano y CO, para mantener esa temperatura”, detalló Meneghini.

Utilizando tecnología desarrollada por Raízen se logró integrar todo este proceso y utilizar 7 litros de etanol para producir 1 kg de hidrógeno. También se utilizan 2,5 kilovatios-hora (kWh) para mantener los sistemas de presión y la parte eléctrica. “Pero si evaluamos todos estos números, es posible verificar que el hidrógeno producido en la estación alcanzará un valor extremadamente competitivo, incluso para su uso en estos cuatro autobuses aquí en la USP”, evaluó Meneghini.

Los gases producidos durante las reacciones se purifican en cilindros, donde se separa CO (monóxido de carbono), CO2, metano e hidrógeno, que debe alcanzar un índice de pureza del 99,999% para ser utilizado tanto en los autobuses como en el coche Mirai, proporcionado por Toyota. para el proyecto: el primer vehículo de hidrógeno vendido a gran escala en el mundo, cuyas baterías se cargan a partir de la reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno en la pila de combustible (vehículo eléctrico de pila de combustible).

Una vez producido y salido de la depuradora, el hidrógeno se comprime y se almacena en depósitos con una presión de unas 400 atmósferas. “Esto es suficiente para alimentar los autobuses y el vehículo Mirai, que con 1 kg de hidrógeno recorre 120 km [con el tanque lleno, alimentado con 5 kg de hidrógeno, el coche tiene una autonomía de 600 km]”, dijo Meneghini .

Con la planta en pleno funcionamiento, los investigadores pretenden evaluar, entre otras cuestiones, cuánto CO2 se emite para producir 1 kg de hidrógeno, el consumo real de los vehículos y cuánto tiempo, de media, es posible mantener operativa la estación .

“Al encender y apagar la planta, se produce una enorme disminución de la eficiencia. Necesita funcionar entre el 50% y el 100% de su capacidad. Si no encontramos uso para todo el hidrógeno producido, eventualmente tendremos que cerrar la planta en ciertos períodos o hacer una prueba, que no contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero porque la combustión del hidrógeno no emite CO2”, señaló Meneghini.

Emergencia climática

En su séptima edición, el objetivo de ETRI 2024 fue discutir los desafíos y soluciones innovadoras para mitigar las emisiones de carbono, reuniendo a la academia, la industria, el gobierno y la sociedad para promover una transición energética sostenible y justa, destacó Karen Mascarenhas, coordinadora de la conferencia.

“Más de 500 participantes, del mundo académico, empresas y gobierno, se registraron para el evento con el objetivo de acelerar la transición energética y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Inspirándonos en la urgencia de actuar ante los eventos climáticos extremos que hemos vivido recientemente, aportamos ciencia e innovación para generar impacto positivo y tangible para la sociedad”, agregó.

El presidente de la FAPESP, Marco Antonio Zago, destacó que la institución tiene una larga trayectoria de compromiso con este tema, ejemplificada por el financiamiento del RCGI y tres programas estratégicos, creados hace más de 20 años: BIOTA, BIOEN y el Programa de Investigación de la FAPESP. sobre Cambio Climático Global (PFPMCG). Pero consideró que era necesario hacer más.

“A pesar de esta diversidad de iniciativas, proyectos y programas actuales, probablemente todavía sean insuficientes. Es necesario ser más ambiciosos y audaces. Es urgente incrementar la interacción y comunicación entre estos múltiples centros e iniciativas de investigación”, destacó.

Fuente: Agencia FAPESP