IFE
22/09/2022

IFE Hidrogênio 98

Assinatura:
Equipe de Pesquisa UFRJ
Editor: Prof. Nivalde J. de Castro (nivalde@ufrj.br)
Subeditores: Fabiano Lacombe, Luiza Masseno e Sayonara Andrade Elizário
Pesquisadores: Allyson Thomas, José Vinícius S. Freitas, Kalyne Silva Brito, Luana Oliveira e Sofia Paoli
Assistente de pesquisa: Sérgio Silva

IFE
22/09/2022

IFE nº 98

Assinatura:
Equipe de Pesquisa UFRJ
Editor: Prof. Nivalde J. de Castro (nivalde@ufrj.br)
Subeditores: Fabiano Lacombe, Luiza Masseno e Sayonara Andrade Elizário
Pesquisadores: Allyson Thomas, José Vinícius S. Freitas, Kalyne Silva Brito, Luana Oliveira e Sofia Paoli
Assistente de pesquisa: Sérgio Silva

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IFE Hidrogênio 98

Políticas Públicas e Financiamentos

EUA: Centro de hidrogênio do sul da Louisiana receberá financiamento federal e estadual

No dia 2 de setembro, a Administração de Desenvolvimento Econômico dos EUA (EDA), concedeu US$ 50 milhões para a parceria de 25 organizações, a H2theFuture. O objetivo da parceria é desenvolver um novo cluster de energia no sul da Louisiana. Vindo da Lei do Plano de Resgate Americano de US$ 1 bilhão, com o objetivo de impulsionar a recuperação econômica após a pandemia, o financiamento de US$ 50 milhões deve ser complementado por £ 24,5 milhões em fundos fornecidos pelo Estado da Louisiana, elevando o pote total do projeto para US $ 74,5 milhões. A parceria espera desenvolver componentes que abrangem o ciclo de vida do hidrogênio limpo, incluindo pesquisa e desenvolvimento em universidades com sede em Louisiana, para um projeto de uso final no Porto do Sul da Louisiana. (H2 View – 05.09.2022)
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EUA: DOE concede US $ 12,5 milhões para pesquisa de catalisadores para produção de hidrogênio

Pesquisadores da Universidade de Chicago receberam US$ 12,5 milhões do Departamento de Energia dos EUA (DOE) para desenvolver catalisadores para otimizar eletrolisadores e produzir hidrogênio limpo. Com o financiamento a Universidade de Chicago irá estabelecer o Catalyst Design for Decarbonisation Center (CD4DC), onde serão desenvolvidas as pesquisas para obter novos catalisadores. O objetivo geral do CD4DC é trabalhar na busca de soluções inovadoras para pesquisas de energia de hidrogênio de longa duração, que possam oferecer uma alternativa de zero emissão aos combustíveis fósseis. (H2 View – 07.09.2022)
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EUA: Laboratório recebe US$ 3 milhões em financiamento do DOE para pesquisa de hidrogênio

O Laboratório Nacional Savannah River (SRNL) na Carolina do Sul (EUA) recebeu um financiamento de US$ 3 milhões para desenvolver pesquisas relacionadas à tecnologias de armazenamento e produção de hidrogênio. Espera-se que o financiamento do Programa de Ciência da Energia Básica do Departamento de Energia dos EUA (DOE) ajude a pesquisa a fornecer uma maior visão de como o hidrogênio se decompõe e reage com as superfícies dos materiais, bem como a quantidade de energia necessária para dividir os dois átomos de hidrogênio em superfícies. O SRNL disse que o objetivo da pesquisa é fornecer uma análise aprofundada das interações entre materiais cerâmicos bidimensionais e hidrogênio, bem como a influência de outros gases externos. (SRNL – 01.09.2022)
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EUA: Oportunidade de financiamento do DOE para produção e uso de hidrogênio acoplado a nuclear

O Departamento de Energia dos EUA (DOE) está buscando inscrições para projetos em “Produção e Uso de Hidrogênio Acoplado a Nuclear”. Esta oportunidade de financiamento visa apoiar o desenvolvimento da integração térmica da usina nuclear, que seria necessária para a produção de hidrogênio em alta temperatura ou usos finais acoplados ao hidrogênio para energia nuclear. Esta alteração foi emitida pelo Programa de Sustentabilidade de Água Leve do Departamento de Energia Nuclear do DOE, em coordenação com o Departamento de Eficiência Energética e Energia Renovável, do Departamento de Tecnologias de Hidrogênio e Células de Combustível. Prevê-se que os projetos selecionados possam projetar e desenvolver a infraestrutura de extração de calor necessária para um parque de energia industrial nuclear e de hidrogênio ou desenvolver usos finais acoplados ao hidrogênio para o hidrogênio produzido por energia nuclear. (DOE – 01.09.2022)
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Europa: Regras de hidrogênio verde da UE arriscam êxodo em massa para os EUA, alerta Hydrogen Europe

A Europa enfrentará um “êxodo em massa” de sua indústria de hidrogênio verde para o mercado mais favorável dos EUA, se a Comissão Europeia (CE) se recusar a recuar nos requisitos de adicionalidade “desproporcionais” e não conseguir estabelecer rapidamente regimes regulatórios e de apoio financeiro simples, alerta a Hydrogen Europe. Em uma carta à presidente da CE, Ursula von der Leyen, vista pela Recharge, o presidente-executivo da Hydrogen Europe, Jorgo Chatzimarkakis, criticou o Ato Delegado (AD) proposto pela UE, atualmente sendo discutido como parte de uma revisão da principal Diretiva de Energia Renovável do bloco. O AD exigiria que toda a produção de hidrogênio renovável fornecesse energia de instalações dedicadas de energia renovável, com qualquer eletricidade verde proveniente da rede compensada pelo fornecimento de energia dedicado dentro de uma hora – um processo que a Hydrogen Europe chama de correlação temporal. 
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Reino Unido: Governo abre consulta sobre modelos de negócios de transporte e armazenamento de hidrogênio

O governo do Reino Unido fez um convite à apresentação de propostas para elaborar modelos de negócios para infraestrutura de transporte e armazenamento de hidrogênio e ideias de planejamento estratégico e regulatório, seguindo seu compromisso na Estratégia de Segurança Energética Britânica. O convite para consulta ocorre depois que os principais representantes da indústria pediram mais trabalho a ser feito no desenvolvimento do transporte e armazenamento de hidrogênio no país. (Governo do Reino Unido – 31.08.2022)
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Produção

Brasil: Shell, Raízen, Hytron, USP e SENAI se unem para produzir hidrogênio a partir de etanol

As empresas Shell, Raízen, Hytron, a Universidade de São Paulo (USP) e o SENAI CETIQT formaram uma parceria para que juntas possam desenvolver um projeto que tem por finalidade produzir hidrogênio limpo no Brasil. A parceria terá como foco a produção do hidrogênio por meio de etanol, que será realizada por meio da construção de duas usinas que produzirão 5kg de hidrogênio por hora, com a intenção de estabelecer uma usina 10 vezes maior posteriormente. Para a produção de hidrogênio, o biocombustível será fornecido pela Raízen, utilizando tecnologia desenvolvida e fabricada pela Hytron, com apoio do Instituto SENAI de Inovação e Biossintéticos e Fibras do SENAI CETIQT, tendo a Shell Brasil oferecendo apoio financeiro. Ademais, o acordo inclui também uma estação de abastecimento veicular no campus da USP, na cidade de São Paulo. (Shell – 01.09.2022)
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EUA: Linde planeja construir planta de H2V de 35 MW

A Linde, uma empresa de gases industrial, anunciou que possui planos para desenvolver uma planta de hidrogênio verde (H2V) em Nova York, Estados Unidos (EUA). A planta contará com um eletrolisador de 35 MW e será movida a partir de energia hidrelétrica. Espera-se que a unidade de produção esteja operacional no ano de 2025, ademais, o gás será fornecido aos clientes já pertencentes da empresa. A Linde diz que este será o maior eletrolisador instalado pela empresa globalmente até o momento e dobrará sua capacidade de produção de hidrogênio líquido verde nos EUA. (Linde – 08.09.2022)
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EUA: Tarafert avança com projeto de H2V

A Tarafert assinou um contrato com a Ohmium Internation, que fornecerá eletrolisadores para o desenvolvimento da planta de hidrogênio verde que Tarafert planeja construir. A unidade contará com uma capacidade de 343 MW de eletrólise e será movida a partir de energia solar. Entretanto, o desenvolvimento está sendo estabelecido por etapas, onde a primeira só será entregue no ano de 2025 e contará com 69 MW. Por fim, em termos de uso final, o gás será utilizado para a produção de amônia verde, estima-se que a capacidade seja de 200 mil toneladas de amônia verde por ano. (H2 View – 08.09.2022)
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Europa: Lhyfe contrata 50 MW de eletrolisadores para instalar na Europa

A Lhyfe, uma empresa que atua no segmento do hidrogênio, está desenvolvendo um projeto para implementar diversas plantas de produção de hidrogênio na Europa, e recentemente obteve avanços ao fazer pedidos de eletrolisadores para a Plug Power. As plantas, que somam 10 unidades, contarão com 5 MW de capacidade cada, onde serão alimentadas a partir de energias renováveis e estima-se que todas as plantas juntas terão uma capacidade de produzir até 20 toneladas de hidrogênio verde (H2V) por dia. Por fim, em termos de uso final, o hidrogênio será utilizado como combustível para aplicações na mobilidade, incluindo empilhadeiras e veículos comerciais leves, com entregas planejadas já para o ano de 2023. (Lhyfe – 08.09.2022)
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Reino Unido: IAAPS inaugura unidade de hidrogênio verde

O Institute for Advance Automotive Propulsion Systems (IAAPS) inaugurou uma unidade de produção de hidrogênio verde (H2V) em Emersons Green, perto de Bristol, Reino Unido. A unidade contará com a tecnologia de eletrólise que será movida a partir de energias renováveis. A planta estará operacional apenas no início do ano de 2023, onde pretende produzir H2V para o uso em pesquisas e desenvolvimento (P&D) do setor automotivo, por exemplo em protótipos de sistemas propulsão. Espera-se que esse projeto colabore no desenvolvimento da economia do hidrogênio e das pesquisas relacionadas à protótipos de propulsão na região sudoeste do Reino Unido e no mundo. (H2 View – 08.09.2022)
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Armazenamento e Transporte

Alemanha: Pesquisadores mostram que hidrogênio condensado em superfícies lisas pode exceder drasticamente a densidade do hidrogênio líquido

Uma equipe de pesquisa alemã-americana mostrou que o hidrogênio se condensa em superfícies lisas a uma temperatura muito baixa, formando uma monocamada superdensa que reduz o volume para apenas 5 litros por kg de H2. O Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes liderou uma equipe de cientistas para demonstrar que o hidrogênio se condensa em sílica mesoporosa ordenada (KIT-6) a uma temperatura próxima ao ponto de ebulição do H2 (20,3 K, -423 F ou -252 C), formando uma monocamada superdensa excedendo a densidade do hidrogênio líquido por um fator de quase três. “Abaixar a temperatura de operação de um tanque crioadsorvente pode gerar um aumento substancial na densidade de armazenamento volumétrico, tornando-o competitivo com o armazenamento de hidrogênio em fase líquida”, escreveram os pesquisadores em “Formation of a super-dense hidrogênio monolayer on mesoporous sílica”, artigo publicado na Nature Chemistry. (Nature Chemistry - 2022)
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França: Técnicas de armazenamento de hidrogênio em estado sólido em resumo

Pesquisadores da Air Liquide, que trabalham no Innovation Campus Tokyo da empresa, analisaram todos os materiais que poderiam ser usados para armazenamento de hidrogênio em estado sólido (H2) – incluindo adsorventes, hidretos metálicos e produtos químicos – e consideraram todas as aplicações potenciais, de acordo com as necessidades do mercado. No artigo “Nanomaterials for on-board solid-state hydrogen storage applications” – publicado recentemente no International Journal of Hydrogen Energy – os cientistas compararam as vantagens e os desafios das técnicas de armazenamento de hidrogênio baseadas em materiais. Eles concluíram que os sistemas de armazenamento de hidrogênio com base física já atingiram a maturidade comercial. Os cientistas disseram que apenas algumas técnicas baseadas em materiais parecem estar perto de um avanço, notaram também o forte potencial dos hidretos metálicos. (International Journal of Hydrogen Energy - 2022)
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Holanda: Novo estudo sobre armazenamento de hidrogênio em rochas porosas

Pesquisadores da Delft University of Technology realizaram, pela primeira vez, experimentos de fluxo multifásico H2/água em escala central sob tomografia computadorizada de raios-X (TC) médica, a fim de testar as propriedades de transporte de hidrogênio em rochas porosas. “A interação entre forças gravitacionais, capilares e viscosas pode levar a padrões de deslocamento complexos durante o armazenamento subterrâneo de hidrogênio em rochas do reservatório. O contraste de alta densidade entre o H2 e a fase aquosa pode resultar em segregação por gravidade. Barreiras capilares podem neutralizar esse efeito e aumentar a disseminação de hidrogênio”, escreveram os pesquisadores no artigo “Experimental characterization of H2/water multiphase flow in heterogeneous sandstone rock at the core scale relevant for underground hydrogen storage (UHS)”, publicado na Scientific Reports. (PV Magazine - 06.09.2022)
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Irlanda: ESB e dCarbonX exploram locais de armazenamento de hidrogênio verde na costa irlandesa

A empresa estatal de eletricidade ESB e a empresa de geoenergia dCarbonX, parcialmente detida pela empresa de infraestrutura de gás Snam, assinaram uma joint venture (JV) para explorar oportunidades de armazenamento de hidrogênio verde na costa da Irlanda. Os dois já estão trabalhando juntos na avaliação e desenvolvimento de armazenamento subterrâneo de hidrogênio verde offshore nas águas da Irlanda desde o segundo trimestre de 2021. A joint venture se concentrará em três oportunidades específicas de armazenamento de hidrogênio verde com base nos clusters de descarbonização propostos. (Energy Storage - 06.09.2022) 
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Uso Final

Austrália: A Foton entrega ônibus urbanos a hidrogênio no país

A Foton entregou duas unidades de ônibus de célula a combustível de hidrogênio, Foton AUV, para o Kelsian Group e acrescentou à crescente frota verde de soluções de transporte sustentável do grupo Transit Systems. A frota agora inclui 60 ônibus elétricos e dois ônibus a hidrogênio, tornando a Transit Systems, parte do Kelsian Group, a operadora de transporte público sustentável mais experiente da Austrália. A Foton já entregou mais de 1.000 ônibus de célula a combustível de hidrogênio para seus clientes em todo o mundo. Com peso de estrutura mais leve, maior capacidade de carga útil e distâncias contínuas mais longas percorridas, os novos veículos de energia da Foton, que representam totalmente soluções de transporte de carbono zero, estão abrindo novos caminhos para o mercado. (H2 Bulletin - 01.09.2022)
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EUA: Amogy/Amon Maritime se unem para avançar no transporte movido a amônia

A Amogy e a Amon Maritime assinaram um memorando de entendimento (MOU) para promover soluções de energia de amônia limpa para o setor de transporte marítimo global. Ambas as empresas estão envolvidas em esforços de pesquisa, engenharia e negócios no espaço marítimo movido a amônia e colaborarão para acelerar a descarbonização do transporte global. A parceria capacitará ambas as empresas a trazer rapidamente ao mercado o transporte movido a amônia limpa e impulsionar o perfil do hidrogênio, já que a amônia é reconhecida como um transportador de hidrogênio eficiente. Juntas, as empresas trabalharão para identificar maneiras de tornar as soluções de energia escaláveis e descarbonizadas acessíveis ao setor de transporte por meio de projetos comerciais piloto e em grande escala. (H2 View - 01.09.2022)
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Itália: HRS e Simplifhy fazem parceria com postos de abastecimento de hidrogênio no país

HRS e Simplifhy se uniram para buscar oportunidades de postos de abastecimento de hidrogênio na Itália. No dia 1º de julho, o governo italiano alocou € 530 milhões do Plano Nacional de Recuperação e Resiliência (NRRP) para experimentar hidrogênio para transporte ferroviário e rodoviário. O país pretende construir pelo menos 40 postos de abastecimento de veículos leves e pesados até 2026. Este acordo não exclusivo permitirá oferecer soluções de reabastecimento de hidrogênio da HRS no território italiano com um suporte técnico local dedicado e experiente, reduzindo os custos de instalação no local e o tempo necessário dos projetos. (H2 View - 01.09.2022)
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Japão: ITOCHU anuncia construção de estação de reabastecimento de hidrogênio com Air Liquide no país

A ITOCHU Corporation e a ITOCHU ENEX Co., Ltd. anunciaram, no 1º de setembro, que contribuíram para organizar um projeto de Estação de Reabastecimento de Hidrogênio de Intercâmbio Motomiya. A Estação de Reabastecimento de Hidrogênio (HRS) está programada para começar a operar no primeiro semestre de 2024 como a primeiro HRS do Japão que serve para grandes veículos comerciais a célula a combustível (FC). Este HRS também pode prestar serviços oferecidos a veículos comerciais convencionais, como o lava-jato e a área de descanso, para veículos comerciais FC de grande porte. A abertura do HRS está em linha com o roteiro da estratégia hidrogênio/células a combustível estabelecido pelo Ministério da Economia, Comércio e Indústria para garantir que os postos de abastecimento de hidrogênio sejam abertos em 320 locais e 200 mil FCV (veículos baseados em células de combustível) até 2025. (H2 Bulletin - 01.09.2022)
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Tecnologia e Inovação

Coreia do Sul: Pesquisadores desenvolvem novos eletrodos à base de têxteis para eletrólise

Pesquisadores da Korea University desenvolveram eletrodos têxteis de alto desempenho para divisão de água (WSE). Os pesquisadores afirmaram que a abordagem pode fornecer uma ferramenta promissora para o desenvolvimento de eletrodos de alto desempenho para eletrolisadores de água e outros dispositivos de energia eletroquímica. Para um eletrodo de reação de evolução de hidrogênio (HER), eles galvanizaram níquel (Ni) no têxtil modificado pela interface. A reação geral de divisão de água de eletrodos de célula cheia foi mantida de forma estável em uma densidade de corrente notavelmente alta de 2000 mA cm-2 e uma baixa voltagem de célula de 1,70 V. Os eletrodos não nobres podem gerar uma grande quantidade de hidrogênio com baixo sobrepotencial e alta estabilidade operacional. Um artigo de acesso aberto sobre seu trabalho foi publicado na revista RSC Energy & Environmental Science. (Green Car Congress - 06.09.2022)
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EUA: Protótipo de tecnologia de hidrogênio verde baseado em nanopartículas revelado

A empresa SunHydrogen, com sede na Califórnia, revelou no dia 06 de setembro uma primeira olhada no projeto do protótipo de sua tecnologia de hidrogênio verde baseada em nanopartículas, com a esperança de desbloquear a produção de hidrogênio com custo competitivo. O projeto do protótipo integra os catalisadores proprietários da empresa, absorvedor de luz e conjunto de integração de membrana. De acordo com a empresa, a carcaça do painel é feita de materiais leves, estáveis e modulares para permitir escalabilidade para fabricação em massa. A SunHydrogen disse que durante períodos de pouca ou nenhuma luz do sol, seu protótipo também é capaz de alimentar seu catalisador e montagem de integração de membrana usando eletricidade de rede renovável. Além disso, a SunHydrogen diz que o design permite o uso eficiente da luz solar para maximizar a produção de hidrogênio com consumo mínimo de água. (SunHydrogen - 06.09.2022) 
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Eventos

Diálogos da Transição: “Hidrogênio no transporte e na indústria”

No dia 02 de setembro de 2022, a EPBR organizou um evento online para debater o hidrogênio no transporte e na indústria. Um dos questionamentos chaves foi: “Como o Brasil pode e deve se beneficiar do potencial de renováveis para produção e inserção do hidrogênio verde na matriz de transporte?”. O hidrogênio verde está entre as grandes apostas para reduzir a dependência de fósseis, mas o custo de eletrolisadores e dos sistemas de estocagem são ainda obstáculos. Contudo, os ganhos de escala devem reduzir os preços até 2030. Um estudo de pesquisadoras da Universidade de São Paulo (USP) publicado no International Journal of Hydrogen Energy aponta que vender hidrogênio verde para setores como transporte ou indústria é mais lucrativo do que transformá-lo novamente em energia. A gravação do evento pode ser acessada através do Canal do YouTube da epbr. (epbr - 02.09.2022)
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Artigos

A Perspective on Decarbonizing Mobility: An All-Electrification vs. an All-Hydrogenization Venue

Este artigo teve por objetivo avaliar a demanda esperada por combustíveis de baixo carbono, incluindo hidrogênio azul e verde, e eletricidade de baixo carbono, a fim de comparar as suas capacidades disponíveis e necessárias. A transição para a mobilidade de H2 exigiria uma quantidade de hidrogênio igual a 366 milhões de toneladas/ano e, até 2035, essa necessidade aumentará para 422 milhões de toneladas/ano, o que é diversas vezes maior do que as capacidades de produção de H2 existentes. Por fim, pode-se concluir que a descarbonização do setor de mobilidade exigiria uma solução complexa envolvendo hidrogênio de baixo carbono e eletrificação, e as capacidades de combustível de baixo carbono devem ser aumentadas significativamente na década seguinte para cumprir as metas climáticas. (Energies – 2022)
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Hydrogen production from the air

De acordo com este artigo, o ar pode ser usado diretamente para a produção de hidrogênio via eletrólise. Devido à sua disponibilidade universal, o ar contém 12,9 trilhões de toneladas de água. Mesmo nos ambientes mais desafiadores do mundo, como o deserto do Sahel e Ayers Rock, na Austrália, a umidade relativa média é de cerca de 20% e 21%, respectivamente, afirma a pesquisa. O método que se submete a este processo é chamado de eletrólise direta do ar (DAE) pode funcionar em um ambiente seco com umidade relativa de 4%, superando problemas de abastecimento de água e produzindo hidrogênio verde de forma sustentável com impacto mínimo ao meio ambiente. (Nature communications – 2022)
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Parametric trend life cycle assessment for hydrogen fuel cell towards cleaner shipping

Dada a crescente preocupação com as mudanças climáticas, este artigo foi elaborado com o intuito de responder se as células a combustível podem realmente ser uma solução verde no setor de transporte marítimo de uma perspectiva de ciclo de vida. Para atingir este objetivo, a avaliação paramétrica do ciclo de vida da tendência, que é a metodologia baseada em LCA, foi aplicada para cerca de 2.000 navios atualmente envolvidos em serviços internacionais e domésticos. Os impactos ambientais do ciclo de vida de vários métodos de produção de hidrogênio foram avaliados, incluindo reforma a vapor de metano, gaseificação de carvão, craqueamento de metanol e eletrólise via energia eólica. (Journal of Cleaner Production – 2022)
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