Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Sydney (UTS) e da Universidade de Tecnologia de Queensland (QUT) desenvolveram um novo método para melhorar os tempos de carregamento de células de combustível de hidrogênio em estado sólido.
O hidrogênio está ganhando atenção significativa como uma maneira eficiente de armazenar "energia verde" de fontes renováveis, como eólica e solar. O gás comprimido é a forma mais comum de armazenamento de hidrogênio, mas também pode ser armazenado no estado líquido ou sólido.

O Dr. Saidul Islam, da Universidade de Tecnologia de Sydney, disse que o armazenamento de hidrogênio sólido, e em particular o hidreto metálico, está atraindo interesse porque é mais seguro, mais compacto e de menor custo do que o gás comprimido ou líquido, e pode absorver e liberar reversivelmente hidrogênio.

"A tecnologia de armazenamento de hidrogênio de hidreto de metal é ideal para a produção de hidrogênio no local a partir de eletrólise renovável. Ela pode armazenar o hidrogênio por longos períodos e, uma vez necessário, pode ser convertido em gás ou uma forma de energia térmica ou elétrica quando convertido através de uma célula de combustível", disse o Dr. Islam.

"As aplicações incluem compressores de hidrogênio, baterias recarregáveis, bombas de calor e armazenamento de calor, separação de isótopos e purificação de hidrogênio. Também pode ser usado para armazenar hidrogênio no espaço, para ser usado em satélites e outras tecnologias espaciais 'verdes'", disse ele.

No entanto, um problema com hidreto metálico para armazenamento de energia de hidrogênio tem sido sua baixa condutividade térmica, o que leva a tempos de carga e descarga lentos.

Para resolver isso, os pesquisadores desenvolveram um novo método para melhorar os tempos de carga e descarga de hidrogênio em estado sólido. O estudo foi publicado recentemente na revista Scientific Reports .

Primeiro autor Puchanee Larpruenrudee, Ph.D. candidato na Escola de Engenharia Mecânica e Mecatrônica da UTS, disse que a remoção de calor mais rápida da célula de combustível sólido resulta em tempos de carregamento mais rápidos.

"Vários trocadores de calor internos foram projetados para uso com armazenamento de hidrogênio de hidreto metálico. Estes incluem tubos retos, bobina helicoidal ou tubos espirais, tubos em forma de U e aletas. O uso de uma bobina helicoidal melhora significativamente a transferência de calor e massa dentro do armazenamento."

"Isso se deve à circulação secundária e à maior área de superfície para remoção de calor do pó de hidreto de metal para o fluido de resfriamento. Nosso estudo desenvolveu ainda mais uma bobina helicoidal para aumentar o desempenho da transferência de calor."

Os pesquisadores desenvolveram uma bobina semicilíndrica como trocador de calor interno, o que melhorou significativamente o desempenho da transferência de calor. O tempo de carregamento de hidrogênio foi reduzido em 59% ao usar a nova bobina semicilíndrica em comparação com um trocador de calor de bobina helicoidal tradicional.

Eles agora estão trabalhando na simulação numérica do processo de dessorção de hidrogênio e continuam a melhorar os tempos de absorção. O trocador de calor de bobina semi-cilíndrica será desenvolvido para esta finalidade.

Por fim, os pesquisadores pretendem desenvolver um novo projeto para armazenamento de energia de hidrogênio, que combinará outros tipos de trocadores de calor. Eles esperam também trabalhar com parceiros da indústria para investigar o desempenho real do tanque com base no novo trocador de calor. + Explorar mais

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