Projeto Portugal 2020

Código de operação Código que identifica cada projeto efetuado com recurso a fundos europeus.

Data de conclusão

Sumário

A implementação das Cidades Inteligentes ainda apresenta grandes desafios, em particular quando combinada com a necessidade de acelerar as medidas que permitam que as atividades humanas tendam para um impacto neutro no clima. As cidades inteligentes, por razão de um uso intensivo de sensores, atuadores, câmaras, etc., são ávidas consumidoras de energia e as fontes energéticas renováveis intermitentes não serão suficientes para fornecer todas as necessidades energéticas e, nos anos mais recentes, existem cada vez mais entraves à execução de projetos hidroelétricos. A Comissão Europeia e o Estado Português conceberam estratégias que envolvem uma prioridade no investimento na produção de Hidrogénio verde. O hidrogénio verde, para além de poder ser usado como matéria-prima, combustível, é uma forma de armazenar ou produzir energia com uma contribuição significativa para os objetivos da neutralidade climática. Para atingir este objetivo ainda é necessário um esforço científico e tecnológico no desenvolvimento de novos materiais que possam melhorar a eficiência energética da geração e utilização do hidrogénio. A produção de hidrogénio verde ainda encontra várias barreiras para uma implementação generalizada, nomeadamente devido a problemas técnicos com os materiais e processos de produção. Por exemplo a duração limitada dos elétrodos, a facilidade de “envenenamento” e perda de eficiência dos elétrodos, a substituição de catalisadores de metais nobres ainda não é efetiva pelo que este projeto propõe-se contribuir para o desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados para a produção de hidrogénio. O consórcio do projeto “Desenvolvimento de materiais sustentáveis para a eletrólise da água: um estudo integrado do berço à sepultura” (H2Innovate) é constituído por quatro centros de investigação da Universidade do Porto (CIQUP, GreenUPorto, ICT e IFIMUT), em áreas científicas complementares e que permitem uma abordagem integrada da produção do hidrogénio por hidrólise da água e desta forma reforçar a contribuição desta abordagem para a neutralidade climática. Assim, este projeto, estruturado em cinco tarefas, visa: - a avaliação atualizada dos recursos minerais disponíveis de metais não preciosos que podem ser usados na produção de hidrogénio; - desenvolver novos materiais de óxido de metal para melhorar o processo de hidrólise da água; - desenvolver novos dispositivos, a partir dos nanomateriais de óxido de metal, com propriedades aprimoradas de hidrólise de água; - desenvolver competências nacionais para o fabrico de materiais nanoestruturados para a hidrólise da água; - avaliar a segurança ambiental dos materiais fabricados e emitir recomendações sobre o uso ambiental seguro dos materiais e dispositivos de nanomateriais de óxido metálico; - construir um protótipo para demonstrar o uso dos nanomateriais e elétrodos desenvolvidos na geração de hidrogénio. Estas 5 tarefas estão planeadas para promoverem para os objetivos do projeto, aproveitando a experiência dos membros dos diferentes centros de investigação envolvidos e incrementar o conhecimento científico e a formação de novos cientistas, contribuindo, desta forma, para a implementação das cidades inteligentes com impacto ambiental neutro e para a estratégia nacional para o hidrogénio (EN-H2). Nomeadamente na Atividade 1 (WP1) será possível, com os especialistas do ICT, através de trabalhos de campo, e de análise das amostras recolhidas, avaliar e harmonizar os dados existentes sobre recursos minerais nacionais relevantes. Nas Atividades 2 e 3 (WP2 e WP3), o CIQUP e o IFIMUP irão colaborar, nas suas áreas de especialização, para permitir o desenvolvimento de novos nanomateriais de óxidos metálicos, utilizando a experiência acumulada na produção e caracterização de nanomateriais por métodos hidrotermais e por deposição física ou química de vapor. Após a síntese e caracterização dos materiais serão usados procedimentos já em prática nos dois centros de investigação para a construção dos elétrodos para os estudos de fotólise e de eletrólise da água. A caracterização dos materiais preparados será realizada em cooperação, aproveitando a experiência existente nos dois centros de investigação. Após construção dos elétrodos e fotoelétrodos, a sua eficiência na hidrólise da água será estudada do ponto de vista termodinâmico e cinético. Em paralelo o IFIMUP irá desenvolver estudos de modelação dos sistemas nanoestruturados para avaliar as configurações e composições mais adequadas para uma eficiente hidrólise da água. Na Atividade 4 (WP4), liderada pelo GreenUPorto, serão avaliados do ponto de vista eco e citotoxicológico os materiais usados e produzidos nas Atividades 2 e 3. Esta Atividade irá permitir a elaboração e publicação de recomendações sobre a produção e gestão ambiental segura das matérias-primas e produtos finais Na Atividade 5 (WP5) os 4 centros de investigação envolvidos irão colaborar para construir um protótipo de produção de hidrogénio por foto(eletrólise) da água e para divulgar para a comunidade os resultados gerados no projeto. Sendo as Atividades 2 e 3, as que apresentam um maior risco para a sua execução, como plano de contingência, o consórcio considera a utilização dos sistemas descritos na literatura com melhor desempenho para a produção de hidrogénio por (foto)hidrólise da água e a partir destes sistemas, avaliar a inclusão dos óxidos metálicos nanoestruturados selecionados pelo consórcio e avaliar o desempenho da sua inclusão na atividade dos (foto)elétrodos na hidrólise da água. Como plano de contingência, será também reforçado o estudo de modelação para identificar e corrigir os fatores críticos do desempenho dos materiais selecionados. Este projeto é também a oportunidade para que os quatro centros de investigação, sedeados na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto trabalharem em conjunto em prol de um objetivo comum que se enquadra dentro das áreas de desenvolvimento da região Norte e que está alinhado com a estratégia para o Hidrogénio do Governo Português e da Comissão Europeia, sendo importante que a Região Norte possa mobilizar as competências existentes nesta área e que podem apresentar uma abordagem inovadora ao problema, permitindo gerar conhecimento inovador com potencial de geral materiais e procedimentos patenteáveis e com capacidade de gerar valor, permitindo a formação de recursos humanos numa área competitiva e importante para o desenvolvimento económico Regional e Nacional.