Reator integrado de amônia para hidrogênio desenvolvido pela ITQ na Espanha

De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores do Instituto de Tecnologia Química (ITQ) desenvolveram um reator eletroquímico de cerâmica protônica (PCER) que integra a decomposição de amônia, separação, purificação e compressão de hidrogênio em um único reator, permitindo obter diretamente hidrogênio de alta pureza para armazenamento ou transporte. Esta pesquisa faz parte do projeto SINGLE, co-liderado pelo ITQ, com o objetivo de substituir os processos convencionais de produção de hidrogênio em etapas, que consomem muita energia.

A amônia contém 17,6% de hidrogênio em peso e já possui infraestrutura global de produção e distribuição, sendo considerada uma candidata ideal para o transporte de hidrogênio. No entanto, os processos tradicionais de extração envolvem etapas complexas e elevadas perdas de energia, o que limita sua aplicação como fonte de energia. O PCER desenvolvido pode decompor a amônia e separar o hidrogênio em uma única etapa, sem necessidade de calor externo ou compressores mecânicos. David Catalán, pesquisador de pós-doutorado do ITQ e coautor do estudo, afirmou que o novo conceito de PCER integra a desidrogenação da amônia, a separação do hidrogênio e a compressão eletroquímica em uma única etapa, aumentando significativamente a eficiência energética.

O sistema altamente integrado exige controle preciso dos fenômenos elétricos, químicos e térmicos dentro do reator. Para isso, o ITQ e a equipe da Universidade Politécnica da Catalunha (UPC) projetaram um modelo computacional capaz de descrever em tempo real o comportamento dinâmico da célula eletroquímica, utilizando algoritmos avançados de controle para manter a estabilidade do sistema e evitar perdas de desempenho. O estudo também inclui um algoritmo de estimativa para obter variáveis-chave, como pressão parcial de hidrogênio e resistência da membrana, ajudando a prevenir a degradação do catalisador e otimizar a produção de hidrogênio. Andreu Cecilia, pesquisador da UPC, explicou que os sensores suaves (soft sensors) podem transformar sinais incompletos em informações úteis, melhorando o controle do reator.

O modelo foi validado por meio de simulações de alta fidelidade, demonstrando alta consistência em eficiência de extração, taxa de conversão de amônia e comportamento térmico. A capacidade de validação em tempo real é considerada um fator decisivo para sua futura aplicação industrial.