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UC.PT

Divisão de Projetos e Atividades

SAICTPAC/0046/2015

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Código da Operação: POCI-01-0145-FEDER-016387

Acrónimo: SUNSTORAGE

Referência:  SAICTPAC/0046/2015

Título: Recolha e armazenamento de energia solar

Área Científica: Energia, Materiais e Matérias-Primas e Tecnologias de Produção e Indústria de Processo

Síntese do Projeto: O SunStorage visa o estudo da conversão direta e eficiente da radiação solar em combustíveis químicos e eletroquímicos facilmente armazenáveis. São propostas duas abordagens: a) o uso de uma célula fotoeletroquímica (PEC) para converter a radiação solar em energia eletroquímica numa bateria redox de caudal (RFB); e b) a eletroredução solar do CO2 em CO e em MeOH.
Os objetivos do SunStorage são:
1) desenvolvimento de fotoelétrodos - tandem - capazes de produzirem ca. 1.5 V e 4 mA/cm2, adequados para carregar uma RFB alcalina e para a eletrorredução do CO2 na presença de H2 ou H2O a CO e a MeOH;
2) desenvolvimento e otimização das correspondentes células/painéis PEC;
3) desenvolvimento e otimização de um protótipo RFB com cerca. de 1 kW, densidade de corrente de 100 mA/cm2, 80 % de eficiência energética por ciclo, adequado para 20 anos de tempo de vida;
4) desenvolvimento e otimização de protótipo laboratorial de células PEC para o carregamento solar direto duma RFB alcalina e para a eletrorredução solar do CO2 a CO e a MeOH quando H2 e quando H2O são alimentados ao ânodo;
5) projetar um sistema otimizado para converter a luz solar em energia eletroquímica armazenável e térmica para aplicações residenciais.
A utilização de células PEC para a clivagem da água é uma tecnologia promissora que transforma a radiação solar diretamente em hidrogénio armazenável. No entanto, o hidrogénio é difícil de armazenar e de transportar. A utilização deste tipo de células para converter energia solar em energia eletroquímica, combinando painéis de células PEC equipadas com fotoelétrodos simples e tandem (PE/PV) eficientes e não tóxicos com RFBs eficientes, é uma abordagem disruptiva. Esta nova tecnologia permite o armazenamento local e eficiente da energia solar. Um painel com células do tipo PEC instalado num edifício residencial deverá ser capaz de converter de forma extremamente eficiente a energia solar em energia eletroquímica armazenável e energia térmica, RFB é a melhor tecnologia para o armazenamento estacionário de eletricidade. O Projeto SunStorage visa desenvolver uma RFB mas também acoplá-la a uma célula PEC capaz de a carregar. Esta associação é uma abordagem inovadora para responder ao desafio da diretiva europeia - Nearly Zero Energy Buildings - que será aplicada a todos os novos edifícios a partir de 2021. A conversão de CO2 em MeOH utilizando fontes de energia renováveis é um dos principais objetivos previsto pela CE, onde o eletrorredução do CO2 desempenha um papel crítico. O SunStorage propõe o desenvolvimento de fotoelétrodos simples e tandem para a fotoeletrorredução do CO2 com H2 ou com H2O a CO e a MeOH. É proposto um elétrodo 3D disruptivo com base em líquidos iónicos. Estes deverão ter propriedades de transporte iónico e elétrico dispersar nanocatalisadores de eletroredução do CO2 e dissolver o CO2. A grande estabilidade térmica dos líquidos iónicos é uma grande vantagem.

Investigador Responsável: Doutor João Seixas de Melo

Programa de Financiamento: PT2020 – SAICT – PAC

Instituição Financiadora: FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Data de início: 01-10-2016

Data de conclusão: 30-09-2019

Instituições participantes no Projeto: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (proponente), Universidade de Coimbra e NOVA.ID.FCT - Associação para a Inovação e Desenvolvimento da FCT

Custo total elegível (EUR): 599.781,15€

Apoio financeiro da UE: 509.813,98€

Apoio financeiro público nacional: 89.967,17€

Técnico do Projeto: Carolina Patrício

Contacto: 239247018