FEEC/CPG - Caderno de Horário (Oferecimento de Disciplinas) - CPG
Caderno Horário:
IE015 - Energia do Hidrogênio: Vantagens, Aplicações e Tecnologias de Produção para um Futuro Sustentável (Semipresencial) | Hydrogen Energy: Advantages, Applications, and Production Technologies for a Sustainable Future | Energía del Hidrógeno: Ventajas, Aplicaciones y Tecnologías de Producción para un Futuro Sostenible
Turma: A - Período: 1/2026 - Tipo Período: 1o. período letivo - Disciplina: 4 créditos.
Ementa: 1) Cenário energético atual; 2) Vantagens do hidrogênio verde comparado aos demais combustíveis e tecnologias de armazenamento de energia; 3) Campos de aplicação do hidrogênio, transição energética e viabilidade em termos de custo; 4) Tecnologias de produção como Ciclos Químicos, Ciclos Combinados de Gaseificação Integrada (IGCC) e Gaseificação de Biomassa; 5) Produção de hidrogênio via eletrólise; 6) como eletrólise alcalina da água;
7) Membrana eletrolítica de polímero ou membrana de troca de prótons e Eletrólise de água com membrana de troca de ânions; 8) Eletrólise de água com óxido sólido; 9) Tecnologias de armazenamento e liquefação de hidrogênio.
Bibliografia:
BASU, Prabir. Biomass gasification and pyrolysis: practical design and theory. Academic press, 2010.
BRANDON, Nigel. Solid oxide fuel cell lifetime and reliability: critical challenges in fuel cells. Academic Press, 2017.
BROOM, Darren P. Hydrogen storage materials: the characterisation of their storage properties. London: Springer, 2011.
DE SOUSA, Maurício Araquam; FICHE, Marcelo Estrêla. From regional clusters to global networks: SCM strategies to accelerate the global green hydrogen industry. Digitaliza Conteudo, 2023.
GODULA-JOPEK, Agata. Hydrogen production: by electrolysis. John Wiley & Sons, 2015.
LI, Hui et al. (Ed.). Proton exchange membrane fuel cells: contamination and mitigation strategies. CRC press, 2010.
SMIL, Vaclav. Energy transitions: history, requirements, prospects. ABC-CLIO, 2010.
SORENSEN, Bent; SPAZZAFUMO, Giuseppe. Hydrogen and fuel cells: emerging technologies and applications. 2018.
ZHANG, Jin Zhong et al. Hydrogen generation, storage and utilization. John Wiley & Sons, 2014.
Conteudo Programático: Na disciplina IE015 – Energia do Hidrogênio, inicia‐se com a análise do cenário energético atual e das necessidades de descarbonização, destacando as vantagens do hidrogênio verde em relação a outros combustíveis e tecnologias de armazenamento de energia. Discute‐se a versatilidade e os campos de aplicação do hidrogênio em mobilidade, indústria e geração elétrica, avaliando a transição energética e sua viabilidade econômica em diferentes mercados.
Em seguida, exploram‐se as principais tecnologias de produção: ciclos químicos de oxidação‐redução, sistemas integrados de gaseificação combinada (IGCC) e gaseificação de biomassa, detalhando o princípio de operação, a eficiência e as características de matéria‐prima. Abordam‐se as diferentes rotas de eletrólise da água — alcalina, com membrana de polímero (PEM) e com membrana de troca de ânions (AEM) —, bem como a eletrólise de alta temperatura em óxido sólido (SOEC), comparando desempenho, custos operacionais e desafios de maturidade tecnológica. Por fim, estudam‐se técnicas de armazenamento em alta pressão, materiais para armazenamento sólido e processos de liquefação, enfatizando requisitos de segurança, densidade energética e integração em cadeias de suprimento.
Conteudo Programático em Inglês: IE015 – Hydrogen Energy begins by examining the current global energy landscape and the imperative for decarbonization, emphasizing the advantages of green hydrogen over conventional fuels and energy storage technologies. The course reviews hydrogen’s diverse applications—in transportation, industry, and power generation—while assessing the economic feasibility of a hydrogen‐led energy transition across different regions.
The curriculum then delves into major production pathways: chemical looping cycles, integrated gasification combined cycles (IGCC), and biomass gasification, analyzing their operating principles, feedstock requirements, and efficiency metrics. Students study water electrolysis technologies—alkaline electrolysis, proton exchange membrane (PEM), anion exchange membrane (AEM) systems—and high‐temperature solid oxide electrolysis (SOEC), comparing their performance, cost structures, and technological maturity. Finally, storage methods (high‐pressure gas, solid‐state materials) and liquefaction processes are explored, with attention to safety standards, volumetric and gravimetric energy density, and supply‐chain integration
Conteudo Programático em Espanhol: En la asignatura IE015 – Energía del Hidrógeno se inicia con la evaluación del escenario energético actual y la necesidad de descarbonización, subrayando las ventajas del hidrógeno verde frente a otros combustibles y tecnologías de almacenamiento de energía. Se analizan los diversos campos de aplicación del hidrógeno en transporte, industria y generación eléctrica, así como la viabilidad económica de la transición energética basada en hidrógeno.
A continuación, se profundiza en las principales rutas de producción: ciclos químicos de óxido-reducción, ciclos combinados de gasificación integrada (IGCC) y gasificación de biomasa, detallando principios operativos, eficiencia y requisitos de materia prima. Se estudian las distintas técnicas de electrólisis del agua—alcalina, membrana de intercambio protónico (PEM) y membrana de intercambio aniónico (AEM)—y electrólisis de óxido sólido (SOEC), comparando rendimiento, costos y nivel de desarrollo tecnológico. Finalmente, se abordan los métodos de almacenamiento (hidrógeno a alta presión, materiales sólidos) y los procesos de licuefacción, incidiendo en normas de seguridad, densidad energética y su integración en la cadena de suministro.
Forma Avaliação: Monografia e Apresentação ou Prova Escrita, de acordo com a quantidade de alunos.
Ofertar para Graduação:
Não
Aceita Estudante Especial:
Sim
Número de Alunos Total:
de 1 até 13
Mais informações:
Docente(s):
- Marco Roberto Cavallari ( Matrícula: 321341 - e-mail: mrcavall@unicamp.br - Ramal: 13734 )
Horário(s):
- sexta-feira das 10:00 às 12:00
- sexta-feira das 10:00 às 12:00
Sala(s):
- FE12
Turma(s):
- A