INTRODUÇÃO
Eletrolisadores sem membrana apresentam vantagens econômicas para a produção de H2 a partir da eletrólise da água. A eliminação de membranas ou diafragmas da arquitetura das células reduz os custos de fabricação e aumenta a sua durabilidade. Nesses equipamentos, o H2 e O2 são gerados simultaneamente em cada eletrodo devido à uma corrente elétrica externa. Um escoamento do eletrólito arrasta os gases para a saída do canal. Elevada pureza do produto gasoso exige que não haja cruzamento da pluma de H2 com O2 ou vice-versa em todo reator. Baseado nisso, o monitoramento do escoamento das bolhas é fundamental para o bom funcionamento e otimização de eletrolisadores sem membrana. O monitoramento de bolhas baseado em análise de imagem é frequentemente utilizado em equipamentos industriais. Entretanto, a maioria dos métodos existentes falham quando a concentração de bolhas é elevada.
DIFERENCIAL
A inovação consiste em uma abordagem de monitoramento em tempo real do escoamento das bolhas de um eletrolisador sem membrana a partir de imagens de sombra e da segmentação de Otsu, permitindo detectar as bolhas ao longo do tempo. A segmentação de intensidade subtraída de dois frame separa eficientemente a imagem estática do movimento das bolhas. Uma interface intuitiva exibe o histórico temporal da presença das bolhas, simplificando o processo decisório durante a inspeção. Essa tecnologia se destaca por seu baixo custo computacional, tempo de resposta rápido e eficiente uso de armazenamento em comparação com as soluções disponíveis no mercado.


Figura 1 - Representações esquemáticas do sistema: I) Esquema de
gravação da sombra das bolhas no eletrolisador; II) Detalhes do
eletrolisador desenvolvido por Pang e colaboradores
(DOI: 10.1039/d0ee02268c). Fonte: elaboradas pelo autor
APLICAÇÃO E PÚBLICO ALVO
O público alvo desta tecnologia inclui indústrias e profissionais que podem se beneficiar do monitoramento avançado de escoamentos multifásicos da otimização de processos de eletrólise, como indústrias e profissionais de processamento químico e eletroquímico, empresas de energia e sustentabilidade, fornecedores de equipamentos e tecnologias industriais.
Figura 2 – Interface do software durante a inspeção do eletrolisador
com destaque em cores distintas para as áreas de atenção ou
problemas potenciais. Fonte: elaboradas pelo autor.
ESTÁGIO DE DESENVOLVIMENTO

Área: Energia; 0047/2023
Universidade de São Paulo - USP
Protegida sob o nº BR 10 2023 026396-8.