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  LISBON, 1-3 April 2009 Topics Hydrogen Systems and Materials for Sustainability    Fundamentals, Modelling and Simulation Hydrogen Production Hydrogen Storage and Distribution Fuel Cells in Transportation Fuel Cells in Stationary Systems  Hydrogen and Portable Fuel Cells Bio-hydrogen and Bio-fuel Cells Safety, Standards, Regulations National and International Projects Roadmaps Other related subjects http://www.hypothesis.ws Full paper deadline: 31 January 2009 Hydrogen Power Theoretical   and Engineering Solutions International Symposium   Selected papers will be published in International Journal of Hydrogen Energy

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17 Nov08 CM Rangel/RA Silva

  • 1. Early Markets: Hidrogénio e Pilhas de Combustível C. M. Rangel, R.A. Silva INETI, Unidade de Electroquímica de Materiais, DMTP Paço do Lumiar, 22, 1649-038 – Lisboa, Portugal [email_address] Torres Vedras, November 2008 Sociedade do Hidrogénio, um Desafio para Portugal Iniciativas para uma Plataforma Tecnológica Introdução Early markets Barreiras Tecnológicas e de Aceitação Custo Durabilidade Educação/divulgação
  • 2. Cenário Energético Actual Aumento nas necessidades energéticas: Soluções adequadas em tempo real Emissões de gases que contribuem para o efeito estufa: alterações climáticas Volatilidade nos preços dos combustíveis Instabilidade geopolítica das regiões produtoras Emergência e crescimento de novas economias
  • 3. Power generation global (expected new coal plants)‏ Emissões CO 2
  • 4. Livro verde - Estratégia Europeia para uma energia sustentável, competitiva e segura Adaptar o nosso Sistema Energético Mais sustentável Menos dependente de combustíveis fósseis importados Diversificação da oferta de energia compatível com Fontes renováveis (aumento 6 12 % 2010)‏ Vectores energéticos não poluentes Aumento da eficiência energética (redução consumo 20% para 2020)‏
  • 5. Hidrogénio e Pilhas de Combustível Soluções atractivas- Ambiente Eficiência Custo Investimentos para um novo paradigma I&D Educação Orientada Divulgação Remover barreiras tecnológicas e de aceitação
  • 6.
  • 7. Pilhas de Combustível Entrada no Mercado
  • 8.
  • 9. Pilhas de Combustível – Previsão Mercado Aplicações Portáteis
  • 10. Configuration Shape and layout Number Cross sectional size lenght Mercados Potenciais para Pilhas de Combustível para Aplicações Portáteis
  • 11. Durability- ability to resist permanent change in performance over time Reliability- ability to perform the required function Cost PEM Fuel Cells: Technology matures, timescale to commercialisation decreases..... Lifetime requirements for transportation or stationary applications have not been met Need for a more comprenhensive knowledge of materials ageing mechanism 275 * 30 2002 Baseline $ / kW 2015 Target Fuel Cell System Cost Status vs. Targets 2006 Status 107 * * projected to high volume production of 500,000 units/year 275 * 30 2002 Baseline $ / kW 2015 Target Fuel Cell System Cost Status vs. Targets 2006 Status 107 * * projected to high volume production of 500,000 units/year 2003 Status 2015 Target Fuel Cell System Durability Status vs. Targets Hours 1000 2000 5000 2006 Status 2003 Status 2015 Target Fuel Cell System Durability Status vs. Targets Hours 1000 2000 5000 2006 Status
  • 12. Pilhas de Combustível Custo Estimado para Sistema, Stack e Componentes Platinum cost is ~60% of total stack cost Catalyst durability needs improvement as low as $67/kW for 500,000 units/year, stack 46% of system cost. 2007 TIAX Interim estimate Stack
  • 13.
  • 14. Selecção de Novos Materiais e Condições de Operação para Pilhas de Combustível tipo PEM
  • 15. 25SR4-A Desenvolvimento de uma pilha de combustível PEM 24 membranes (membrane electrode assembly)‏ 25 W 8 to 24 V 370 mW/cm 2 325 mW/ cm 3 446 mohm/cm 2 3 mV/hr 1500 hr 95x55x20 mm 196 g 5 - 40ºC Fuel cell stack Nominal power (theoretical)‏ Output voltage Power density Volume power density Ohmic resistance per MEA Voltage decay at 0,5 A Useful functioning lifetime Dimensions Weight Temperature
  • 16. Projecto n.º 70/00244 LUCIS / Projecto DEMTEC Demonstração de Pilhas de Hidrogénio em Ambiente Real DMTP Unidade de Electroquímica de Materiais INETI Armazenamento de hidrogénio utilizando Hidreto Metálico para uma autonomia de ~ 5 h Estabilidade célula a célula no “stack” em operação após “black-out”
  • 17. Instituto Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovação, I.P. Projecto n.º 70/00244 LUCIS / Projecto DEMTEC Demonstração de Pilhas de Hidrogénio em Ambiente Real Aplicação: UPS - Bancada de Ensaios Electroquímicos UEQM/ Edifício C. INETI
  • 18. Validação de tecnologias LUCIS DEMTEC Sistema híbrido, energia solar e energia eólica com sistema de Pilhas de Combustível a Hidrogénio.
  • 19. EDEN- PPS4- INETI Sistema híbrido Permobil, INETI Conformidade EN -12184 INETI, SRE Conformidade Norma CEI-62282 Autosil, SRE, INETI Integração, Engenharia e Teste INETI (teste de ligas), Labtech (fornecimento de ligas e reactor)‏ Hidretos Metálicos INETI (desenho e preparação de placas bipolares); SRE (montagem da pilha)‏ Fuel Cell Permobil Cadeira de Rodas Parceiros Projecto de Conversão
  • 20. Comentários Finais- Algumas Barreiras Comercialização Durabilidade/fiabilidade Custo Produção em massa Aceitação por parte do consumidor/educação/percepção da tecnologia Códigos/Normas Testes de Desempenho e Certificação Infra-estrutura Pilhas de Combustível
  • 21. Comentários Finais- Algumas Barreiras - Hidrogénio Produção ( avanços técnicos para reduzir custos e aumentar eficiência)‏ Transporte e distribuição (infra-estruturas e investimentos)‏ Armazenamento (IDT, tecnologias actuais não são satisfatórias)‏ Conversão e uso final (Custo e desempenho, aceitação)‏ Regulamentação, códigos, normativas ( do laboratório para o mercado)‏ Aceitação (informar, educar para uma mudança de paradigma).
  • 22.   LISBON, 1-3 April 2009 Topics Hydrogen Systems and Materials for Sustainability   Fundamentals, Modelling and Simulation Hydrogen Production Hydrogen Storage and Distribution Fuel Cells in Transportation Fuel Cells in Stationary Systems Hydrogen and Portable Fuel Cells Bio-hydrogen and Bio-fuel Cells Safety, Standards, Regulations National and International Projects Roadmaps Other related subjects http://www.hypothesis.ws Full paper deadline: 31 January 2009 Hydrogen Power Theoretical and Engineering Solutions International Symposium Selected papers will be published in International Journal of Hydrogen Energy