Do ponto de vista de sistemas controle, será tratado o controle de sistemas não-lineares sujeitos a incertezas, atrasos, não-linearidades e perturbações. Tais características são encontradas em diversos processos encontrados na indústria. A abordagem de controle considerada é baseada em sistemas lineares com parâmetros variantes (LPV, do inglês linear parameter-varying), que representa uma classe de sistemas dinâmicos intermediária entre os sistemas lineares invariantes no tempo (LTI, do inglês linear time invariant) e a classe mais geral, sistemas não lineares. Para fins de projeto, a dinâmica das plantas será representada através de modelos LPV, os quais serão estimados a partir de dados coletados experimentalmente, para uma ampla faixa de condições operacionais. A partir do modelo LPV, os valores dos parâmetros do controlador LPV serão determinados via a solução de problemas de otimização convexa, na forma de LMI dependente de parâmetros com solução através de método de relaxação em...

O projeto consiste na concepção de produto nanotecnológico inovador com uso de tecnologia fotônica aplicado em painéis solares fotovoltaicos, propiciando ganho de eficiência na conversão da luz solar em energia elétrica. O ganho de eficiência é obtido por meio da conversão da intensidade luminosa presentes na faixa do infravermelho e ultravioleta para a faixa de luz visível, com maior aproveitamento pelas células solares. Esse processo de conversão é obtido por meio de uso de nanomaterias compostos com lantanídeos e com estrutura específica aplicado sobre a superfície dos painéis solares, possibilitando tanto a conversão ascendente como descendente. Embora o fenômeno seja de conhecimento científico, envolve uma capacidade de know-how específico para a sua sintetização e produtização, e não se encontra referências da sua aplicação em painéis solares. O produto proposto pode ser aplicado em painéis solares novos ou já instalados e pode propiciar ganhos de eficiência da ordem de 4% a 10%....

Esta proposta pretende desenvolver um protótipo de laboratório de um conversor cc/cc para a aplicação em carregadores de baterias offboard visando a demonstração experimental do funcionamento básico, bem como do desempenho conseguido, evidenciado os ganhos em relação às principais soluções encontradas na literatura e adotadas na indústria. Os ganhos esperados são uma redução no custo, devido ao uso de semicondutores de menor tensão, bem como um ganho de desempenho que pode se refletir em uma redução dos filtros de EMI e do tamanho dos dissipadores e em um aumento do rendimento. Propõem-se o desenvolvimento do projeto em 18 meses, considerando a metodologia normalmente utilizadas no desenvolvimento de novas topologias de conversores, que abrange desde uma revisão ampliada da literatura, incluindo também os conhecimentos necessários ao bolsista de mestrado envolvido, passando também pelas etapas de modelagem matemática e simulação numérica, projeto e montagem do protótipo experimental e...

No sentido de utilizar energias renováveis para fortalecer a matriz energética, o presente projeto pretende estudar e desenvolver protótipos de baterias de estado sólido (BES) de alta densidade de energia para operação em sistemas de MINIGERAÇÃO FOTOVOLTAICA, uma fonte de energia limpa. Neste projeto as novas baterias à base de cerâmicas avançadas serão testadas para obter-se a performance eficiente em minigeração fotovoltaica, entre estas: alta condutividade; baixa autodescarga; ampla janela de potencial e baixa condutividade eletrônica. A execução deste projeto possuirá relevância para a matriz energética nacional, pois com os testes e protótipos das BES, tornará a minigeração fotovoltaica uma forte de energia acessível e barata. Com isso, o objetivo deste projeto é a obtenção de uma bateria com alta densidade energética e potência; com ênfase na segurança de operação (baixa flamabilidade); com baixa autodescarga e com baixo ruído na operação em alta tensão. Durante o projeto será re...

Tendo-se em consideração os desafios tecnológicos impostos à expansão da cadeia de hidrogênio verde, além das demandas da indústria local, o projeto aqui proposto prevê a conversão heliotérmica do glicerol em H2 via reforma catalítica fazendo dessa reação uma via eficiente e econômica de produção de hidrogênio verde, envolvendo um resíduo de produção de um biocombustível e seu processamento utilizando uma fonte de energia renovável. A rota de produção proposta se mostra de interesse na medida em que parte de um resíduo sem valor comercial (glicerol oriundo da produção do biodiesel), pois este tem teor de contaminantes que inviabilizam sua aplicação industrial. O produto, H2, tem então sua origem e processo de produção totalmente vinculados a fontes de energias renováveis. Após a validação deste sistema de produção de hidrogênio verde nas instalações do LMCI-UFC, serão procedidos testes em campo com um grande consumidor, estudando-se os efeitos operacionais do enriquecimento com hidrogê...

O hidrogênio é considerado o vetor energético do futuro e a eletrólise da água em células eletroquímicas é um método tradicional e ambientalmente amigável de produção de hidrogênio. Como este método requer um grande consumo de energia elétrica, ligas binárias e ternárias de Fe com Mn, Ni, Co e Cu serão eletrodepositadas e testadas como eletrocatalisadores para a eletrólise da água. Adicionalmente, a produção de hidrogênio a partir da eletrólise da água, com a utilização de outras técnicas acopladas, é um processo promissor, principalmente se o processo eletroquímico favorecer o tratamento de resíduos, pois para produzir hidrogênio via eletrólise, são necessários 9 litros de água para cada quilograma de hidrogênio. Considerando a crise hídrica dos últimos anos no Brasil, deve-se pensar na produção de hidrogênio verde sem demanda adicional de recursos hídricos. Desta forma, neste projeto propõe-se o desenvolvimento de eletrocatalisadores para produção de hidrogênio verde utilizando Célul...

O hidrogênio veicular exige que seu armazenamento seja em tanques. Usado na combustão direta ou via células de combustível, o H2 é armazenado a altíssimas pressões. O uso de altas pressões é um fator limitante considerável para adoção da tecnologia do hidrogênio veicular. Altas pressões apresentam desvantagens como gastos para compressão, severa especificação do tanque e riscos associados ao manuseio. As células de combustível mais difundidas (automóvel Mirai da Toyota) utilizam tanques a 700 atm. Uma alternativa que vem sendo investigada é o uso de H2 adsorvido ao invés de H2 comprimido, permitindo armazenagem a uma menor pressão (300 a 350 atm) com ganhos evidentes no gasto energético de compressão e segurança. A comunidade de materiais vem desenvolvendo muitos adsorventes (carbono, MOF, zeolitas). No entanto, o teste prático em um tanque real é extremamente demorado e custoso e muitas vezes inviável devido a indisponibilidade de material em quantidade. Nossa proposta visa usar simul...

O desenvolvimento de membranas de quitosana abre oportunidades para um novo setor industrial no estado do Ceará, devido principalmente ao aproveitamento do descarte de carapaças de crustáceos no nosso estado. Portanto, nesse projeto de pesquisa, vamos consolidar o desenvolvimento tecnológico de produção de membranas à base de quitosana, através da implantação de infraestrutura eletromecânica e piloto para o desenvolvimento e melhoramento elétrico dessas membranas, um material (polímero natural) extraído de resíduos de carapaça de crustáceos, visando a construção de diversos tipos de membranas para aplicações em eletrolisadores, para atender a produção de hidrogênio verde, do programa do hub de hidrogênio do Estado do Ceará, em parceria com empresas industriais existente no Estado, inclusive as de construções eletromecânicas. O processo de produção de membranas de quitosana é fruto do domínio tecnológico do trabalho de teses de doutoramento e dissertações que está em pleno desenvolvimen...

O hidrogênio verde (H2V) é considerado uma das mais promissoras fontes de energia segura e sustentável devido os baixos custos de produção, ausência de poluição ambiental e alternativa aos objetivos da descarbonização. A fotocatálise heterogênea tem sido explorada como método alternativo para este fim, empregando-se radiação solar e aproveitamento de biomassa como substrato. A proposição deste estudo busca atender a demanda crescente por fontes alternativas de energia, utilizando-se de recursos renováveis e desenvolvimento do campo de pesquisa do H2V, o qual tem recebido atenção em nível mundial como matriz energética a ser explorada. Espera-se que o projeto contribua com obtenção de materiais fotocatalíticos que ofereçam alto desempenho para produção de hidrogênio. De maneira inovadora, o estudo propõe um ciclo integralmente sustentável com a valorização da biomassa lignocelulósica como substrato e aproveitamento da radiação solar, objetivando-se um processo de custo energético nulo,...

O Estado do Ceará possui as condições necessárias para ser um grande produtor de gás hidrogênio verde. O Ceará é hoje um dos maiores produtores de energia limpa por meio de fontes renováveis, que podem ser utilizadas para a produção de hidrogênio verde. A produção de H2V em larga escala e sua distribuição apresenta desafios tecnológicos e financeiros ligados à infraestrutura de transporte e distribuição de hidrogênio, bem como à fonte de água, que se for marinha traz custos energéticos adicionais. Neste cenário, apresentamos uma alternativa de geração de H2V complementar à de grande escala: a produção distribuída de H2V. A solução tecnológica apresentada para geração de H2V tem dois principais aspectos: (i) uso de microturbina eólica para alimentar um eletrolisador; (ii) substituição do processo energointensivo de dessalinização de água do mar pelo uso de água de efluente industrial. Esse reuso de efluente industrial também agrega valor ambiental à solução proposta. O sistema de geraçã...