SIMULAÇÃO DE PROCESSOS QUÍMICOS E TECNOLOGIAS DE ELETRÓLISE PARA A PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE: ANÁLISE DE BALANÇOS DE MASSA, ENERGIA E VIABILIDADE ECONÔMICA

Este estudo foi impulsionado pela necessidade de desenvolver tecnologias sustentáveis para a produção de hidrogênio verde, uma alternativa crucial na transição para uma economia de baixo carbono. A eletrólise da água, embora promissora, enfrenta desafios significativos relacionados ao alto consumo de energia e aos custos operacionais elevados. Para abordar essa problemática, este trabalho realizou simulações detalhadas em Python para avaliar a viabilidade técnica e econômica do processo. Os balanços de massa e energia mostraram que a decomposição de 1 mol de água (18 g) gerou 2 mol de hidrogênio (4 g) e 1 mol de oxigênio (32 g), com uma energia necessária de 285,8 kJ/mol, equivalente a 0,079 kWh. O custo associado foi estimado em $0,0079 por mol de água processada, com base em um preço de $0,10/kWh. A modelagem de um reator de eletrólise, operando com uma taxa de conversão de 90%, temperatura de 80 °C, pressão de 2 bar e taxa de reação de 0,1 s-¹, destacou a importância de otimizações, como o uso de catalisadores avançados e eletrólitos eficientes. Os resultados obtidos fornecem uma base sólida para o aprimoramento das tecnologias de hidrogênio verde e sugerem direções para futuras pesquisas.