O SwRI garante US$ 1,75 milhão para projetos de teste de componentes de hidrogênio.

O programa ENERGYWERX financiou oito projetos do Southwest Research Institute relacionados ao hidrogênio como combustível. Muitos desses projetos serão conduzidos na Instalação de Pesquisa de Medição do SwRI, uma instalação de medição de vazão de alta precisão e tecnologia de ponta, de nível internacional, que simula condições reais de campo.

O Southwest Research Institute recebeu US$ 1,75 milhão em financiamento por meio do programa ENERGYWERX para apoiar oito projetos de pesquisa focados em hidrogênio, com o objetivo de melhorar a segurança, a confiabilidade e o desempenho da infraestrutura emergente de energia de hidrogênio.

Os projetos se concentram em testar componentes críticos usados na produção, transporte, armazenamento e aplicações finais de hidrogênio. O SwRI afirmou que o trabalho visa acelerar a implantação de tecnologias de hidrogênio, fornecendo validação baseada em dados e alinhada aos padrões internacionais.

ENERGYWERX é uma iniciativa do Departamento de Energia dos EUA concebida para expandir a pesquisa cooperativa entre o Departamento de Energia e organizações sem fins lucrativos, empresas privadas, concessionárias de serviços públicos e outras organizações, acelerando o desenvolvimento e a comercialização de tecnologias de energia limpa.

Vários dos projetos financiados têm como foco sistemas de hidrogênio de alta pressão utilizados em aplicações de reabastecimento e armazenamento subterrâneo.

O SwRI realizará testes de ciclo de pressão em uma válvula de retenção de hidrogênio projetada para o reabastecimento de hidrogênio gasoso em alta pressão. Os testes seguirão as diretrizes da ISO 19880-3, uma norma internacionalmente reconhecida para postos de abastecimento de hidrogênio. Para apoiar esse esforço, o SwRI colocará em operação uma nova instalação de testes capaz de avaliar a integridade da válvula em pressões de hidrogênio de até 15.000 psi. O projeto é liderado por Jacqueline Manders, gerente assistente de programa do Departamento de Engenharia de Fluidos do SwRI.

Manders também supervisionará os testes de válvulas utilizadas em poços subterrâneos de armazenamento de hidrogênio na mesma instalação. O trabalho avaliará a confiabilidade das válvulas sob exposição repetida a hidrogênio de alta pressão e condições de temperatura extremas. Esses ambientes podem fragilizar materiais metálicos e degradar elementos de vedação, aumentando o risco de vazamentos ao longo do tempo.

Outro projeto expande a infraestrutura de testes de hidrogênio líquido do SwRI para dar suporte à avaliação de componentes criogênicos. O esforço estabelecerá novas instalações e metodologias para testar bombas, válvulas e componentes relacionados a hidrogênio líquido, utilizando hidrogênio líquido em vez de fluidos substitutos, como nitrogênio líquido.

O projeto, liderado pelo Engenheiro de Pesquisa Sênior Brandon Ridens, foi concebido para gerar dados de desempenho para sistemas de armazenamento de hidrogênio criocomprimido. O SwRI afirmou que os testes com hidrogênio líquido real fornecem resultados mais representativos em termos de segurança, confiabilidade e conformidade com os padrões globais.

Diversos projetos abordam os desafios associados à mistura de hidrogênio e gás natural na infraestrutura de gasodutos existente.

Matthew Godush, Gerente Assistente de Programas do SwRI, liderará os testes de medidores de vazão ultrassônicos adaptados para medir misturas de hidrogênio e gás natural. Como o hidrogênio possui propriedades de fluxo significativamente diferentes do metano, os medidores de gás natural convencionais podem apresentar leituras imprecisas quando o hidrogênio é introduzido. O SwRI avaliará o desempenho dos medidores utilizando a tecnologia de gasodutos de transmissão existente para auxiliar as concessionárias a avaliar opções de mistura sem a necessidade de grandes substituições de infraestrutura.

Godush também liderará os testes de um sensor de análise de gases projetado para detectar concentrações de hidrogênio e metano em fluxos de gases misturados. O projeto avaliará a capacidade do sensor de avaliar de forma rápida e precisa as proporções da mistura em condições operacionais reais.

Sob a liderança de Godush, o trabalho adicional inclui a validação de um sensor de análise de gás hidrogênio quanto à sensibilidade, tempo de resposta e precisão em uma variedade de concentrações e condições ambientais. O SwRI também avaliará tecnologias de detecção para identificar vazamentos de hidrogênio em condições operacionais, calibrando os sistemas com base em cenários de vazamento conhecidos para fortalecer os protocolos de segurança.

Outro projeto financiado examina a compatibilidade de materiais de anéis de vedação em ambientes com gás hidrogênio. Fassett Hickey, do SwRI, lidera os testes focados em materiais de vedação poliméricos comumente usados em aplicações aeroespaciais, de energia e de hidrogênio industrial.

Como as moléculas de hidrogênio são extremamente pequenas, elas podem permear materiais poliméricos, causando bolhas ou rupturas durante eventos de descompressão rápida. O SwRI avaliará a confiabilidade e a segurança dos anéis de vedação para apoiar a melhoria na seleção de materiais e no projeto de equipamentos.

Muitos dos projetos serão conduzidos no Centro de Pesquisa de Medição do SwRI, um centro de medição de vazão de alta precisão projetado para simular condições operacionais reais. Engenheiros e cientistas de diversas áreas estão colaborando nos projetos como parte do programa de pesquisa de hidrogênio mais amplo do SwRI.

Os projetos financiados pelo ENERGYWERX estão em andamento e a previsão é de que sejam concluídos até o final de 2026.