Da investigação à indústria para descarbonizar a energia

Promovida pela HyCarb e cofinanciada pelo COMPETE 2030, a operação cSieve – Membranas de peneiro molecular de carbono para a purificação de gases relevantes para a descarbonização da energia visa aproximar da aplicação industrial uma tecnologia desenvolvida na Universidade do Porto. A operação centra-se no desenvolvimento de membranas em configuração de fibra oca, com aplicações na produção de oxigénio, na captura e purificação de dióxido de carbono e na recuperação de hidrogénio de misturas com gás natural.

O Professor Adélio Mendes, inventor da tecnologia, sócio maioritário e mentor da HyCarb, assume um papel central na ligação entre o conhecimento científico que sustenta estas membranas e a sua valorização industrial. No testemunho que segue, o Prof. Adélio Mendes apresenta os objetivos da operação, os desafios da transição da escala laboratorial para aplicações industriais e o contributo do apoio do COMPETE 2030 para acelerar este percurso:

O projeto cSieve visa elevar o nível de maturidade tecnológica (TRL) das membranas de peneiro molecular de carbono (CMSM), cujo desenvolvimento na Universidade do Porto remonta a 1999. As CMSM constituem uma tecnologia emergente de separação gasosa, combinando um desempenho de separação potencialmente superior ao das membranas convencionais com elevada estabilidade térmica e química. A Universidade do Porto detém propriedade intelectual associada à produção de CMSM a partir de celulose e tem desempenhado um papel pioneiro no seu desenvolvimento, encontrando-se entre os laboratórios de investigação mais avançados internacionalmente na produção destas membranas. O projeto cSieve pretende agora transferir o conhecimento acumulado para o desenvolvimento de membranas em configuração de fibra oca, diretamente integráveis em módulos e, por isso, mais diretamente escaláveis para aplicações industriais. O projeto incide em três separações gasosas de elevado impacto económico: produção de oxigénio a partir do ar, nomeadamente para processos de oxicombustão, com o objetivo de obter correntes enriquecidas em oxigénio a um custo inferior ao das soluções de referência; captura e purificação de CO2 de correntes de exaustão; e recuperação de hidrogénio de misturas com gás natural (deblending), uma aplicação para a qual as CMSM apresentam um potencial particularmente elevado.

O projeto será desenvolvido pelo consórcio formado por HyCarb, Universidade do Porto, HyLab e ENC Power. À U.Porto caberá prosseguir o desenvolvimento científico necessário à transição das membranas planas, à escala laboratorial, para membranas de fibra oca, bem como desenvolver um modelo avançado de separações gasosas em módulos de fibra oca de CMSM, e o simulador correspondente, que permita otimizar as variáveis de processo e de operação, minimizando os custos de CAPEX e OPEX. A HyCarb será responsável pelo escalonamento da tecnologia para módulos de 150 fibras. O HyLab realizará a validação dos módulos em ambiente laboratorial e, posteriormente, em ambiente industrial, visando atingir o TRL 5. A ENC Power e a HyCarb avaliarão o posicionamento de mercado nos diferentes segmentos de aplicação, definirão as gamas de dimensionamento das soluções e estruturarão o conhecimento sobre os canais de distribuição e os serviços pós-venda; ENC Power é um potencial cliente desta tecnologia.

O projeto cSieve, desenvolvido em consórcio, é cofinanciado pelo COMPETE 2030. Este apoio foi determinante para acelerar o desenvolvimento da tecnologia e reforçar a sua competitividade, contribuindo para antecipar a sua chegada ao mercado. A atual fase de maturação das CMSM, em particular a transição da arquitetura de membranas planas para fibras ocas, envolve riscos tecnológicos e de escalonamento significativos. O apoio do COMPETE 2030 permite mitigar parte desses riscos e criar condições para uma validação mais rápida e robusta da tecnologia em contexto relevante.

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