Arrefecimento magnético para uma liquefação eficiente do hidrogénio
Os parceiros da HyLICAL, MAGNOTHERM e HZDR, lançam uma fábrica-piloto
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O projeto HyLICAL, financiado pela UE, atingiu um marco importante com o lançamento da primeira instalação piloto magnetocalórica da Europa para a liquefação de hidrogénio. Desenvolvido no âmbito do projeto HyLICAL pelo Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e pela start-up MAGNOTHERM, o demonstrador representa um avanço no arrefecimento magnético sustentável e energeticamente eficiente e prepara o terreno para uma aplicação industrial em grande escala.
O Dr. Tino Gottschall, cientista do Laboratório de Alto Campo Magnético (HLD) do HZDR, há muito que imaginou uma fábrica capaz de produzir 5.000 quilos de hidrogénio líquido por dia - significativamente mais eficiente e acessível do que os métodos de liquefação actuais. Juntamente com a MAGNOTHERM e outros parceiros HyLICAL, a sua equipa está agora a trabalhar para provar que a liquefação de hidrogénio baseada no efeito magnetocalórico pode ser escalada para utilização industrial.
Uma parceria estratégica que impulsiona a inovação
Desde 2023, os parceiros da HyLICAL, HZDR e MAGNOTHERM, têm trabalhado em estreita colaboração, combinando experiência académica e inovação empresarial para fazer avançar as tecnologias de arrefecimento magnetocalórico. "A nossa tecnologia de arrefecimento magnético representa um novo tipo de alternativa amiga do clima e energeticamente eficiente, sem compressores e gases refrigerantes nocivos para o ambiente. Isto permitir-nos-á acelerar significativamente a necessária transformação da tecnologia climática na indústria da refrigeração", afirma Timur Sirman, co-diretor-geral da MAGNOTHERM, explicando a motivação subjacente à colaboração.
A MAGNOTHERM abriu uma segunda unidade no campus de Rossendorf em 2024 e estabeleceu um laboratório conjunto em 2024, onde o cientista da HZDR, Dr. Tino Gottschall, e o engenheiro da MAGNOTHERM, Thomas Platte, construíram uma unidade piloto para a liquefação de hidrogénio. No seu centro está um íman supercondutor de 19 tesla embutido no chão do HLD. Em comparação, as modernas máquinas de ressonância magnética utilizadas em medicina utilizam ímanes com uma força de 1,5 a 3 tesla. "Podemos agora utilizar esta instalação para provar o princípio e o seu funcionamento", afirma Gottschall. O próximo objetivo é aumentar a eficiência para produzir 100 quilogramas de hidrogénio líquido por dia, a fim de demonstrar a escalabilidade desta tecnologia para implantação industrial.
O Efeito Magnetocalórico: Como Funciona
O primeiro demonstrador europeu de uma instalação de liquefação de hidrogénio arrefecida magneticamente baseia-se no efeito magnetocalórico. Este efeito ocorre quando materiais com determinadas propriedades - um exemplo é a liga de lantânio-ferro-silício (LaFeSi) - são colocados num campo magnético. Dependendo da orientação dos momentos magnéticos, os materiais metálicos podem provocar uma queda ou um aumento súbito da temperatura. Utilizando este princípio, é possível arrefecer o hidrogénio até -253 graus Celsius após um pré-arrefecimento com azoto líquido. Uma vez atingida esta temperatura baixa, o gás começa a liquefazer-se. "O nosso método oferece vantagens significativas para a liquefação do hidrogénio", observa Gottschall. "Com o laboratório conjunto MAGNOTHERM na HZDR, pretendemos reduzir os custos de liquefação para menos de 1,50 euros por quilograma de hidrogénio, em comparação com as instalações convencionais."
O lançamento da instalação piloto é um passo fundamental na missão da HyLICAL de promover tecnologias de liquefação de hidrogénio compactas e eficientes em termos energéticos, baseadas no arrefecimento magnetocalórico. Ao validar esta abordagem à escala piloto, o projeto apoia a ambição da Europa de produzir hidrogénio verde de forma mais rentável, reduzir os custos de transporte e acelerar a transição para um sistema energético neutro em termos de clima.
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