Descarbonização e Energia Sustentável

Na AIMPLAS oferecemos serviços tecnológicos para a descarbonização, desde o laboratório até à planta piloto, para desenvolver, validar e escalar soluções adaptadas a cada processo industrial.

Acompanhamos empresas e centros de I&D em todo o ciclo de desenvolvimento tecnológico (design, síntese, caracterização, conformação e validação), facilitando a escalabilidade de tecnologias desde TRL 3 até TRL 6.

Serviços Tecnológicos para a Descarbonização Industrial

• Materiais avançados
• Caracterização de materiais adsorventes
• Separação e eliminação de contaminantes
• Energia

Materiais avançados

Desenvolvemos materiais avançados e catalisadores à medida para tecnologias de descarbonização, CCU (Carbon Capture, Utilization) e processos Power-to-X.

• Design e síntese de materiais: Desenvolvimento de materiais funcionais e catalisadores otimizados para processos de conversão química e energética.
• Tratamentos térmicos: Processos em atmosfera controlada até 1100 °C, com capacidade até 1 kg por lote, para otimização estrutural e funcional de materiais.
• Caracterização:
  • Morfologia e tamanho de partícula (SEM)
  • Estabilidade térmica (TGA)
  • Propriedades mecânicas
  • Área superficial e porosidade (BET)
  • Propriedades redox e superficiais (TPR)
  • Espectroscopia molecular (FTIR, Raman)
• Conformação de materiais: Produção de materiais em formatos industriais: pellets, extrudados, monólitos ou espumas.
• Escalonamento: Em batch e em contínuo, em reatores desde 100 mL até 100 L
• Validação: Desenvolvimento e avaliação de processos para a valorização destes materiais em produtos de valor acrescentado:
  • Processos térmicos: reatores de alta pressão para operação em batch e contínuo.
  • Processos eletroquímicos: sistemas com potenciostatos e galvanostatos para eletrossíntese.
  • Processos fotoquímicos: plataformas para conversão impulsionada por radiação.

Áreas de aplicação:

• Catálise
• Captura e valorização de CO₂
• Power-to-X
• Tratamento de águas

Caracterização de materiais adsorventes

Avaliamos materiais adsorventes com uma abordagem integral para otimizar processos de separação e captura, desde o laboratório até à planta piloto.

• Análise textural:
  • Análise de adsorção de gases
  • Determinação de área superficial BET
  • Análise de porosidade
• Medições de adsorção de gases: CO₂, CH₄, CO, H₂
• Ensaios dinâmicos (Breakthrough/PSA): Medição de capacidades de adsorção em contínuo até 600 °C.
• Alta pressão: Validação de adsorção de CO₂, CH₄, CO, H₂ em condições extremas

Separação e eliminação de contaminantes

Oferecemos suporte tecnológico para a separação de compostos de correntes gasosas (separação de gases) e líquidas (tratamento de efluentes aquosos) mediante tecnologia de membranas. Abordamos desde o design, a síntese e a caracterização de membranas poliméricas até à sua avaliação em diferentes aplicações. Também desenvolvemos processos fotocatalíticos para a degradação de contaminantes em gases e água.

Fabricação de membranas

• Síntese de membranas poliméricas em configuração plana mediante o método de separação de fases ou solvent casting (largura máxima 150 mm, comprimento máximo 200 mm, espessura de 60–400 micras) e por extrusão com até 5 camadas de filme (largura máxima de 480 mm, espessura de 50–900 micras).
• Síntese de membranas de nova geração como membranas de matriz mista (MMM) em configuração plana mediante o método de separação de fases.
• Funcionalização química e física de membranas mediante tratamentos superficiais (ativação química, plasma, corona, revestimentos, grafting) e inclusão de aditivos (formadores de poro, plastificantes, adsorventes).

Caracterização de membranas

• Hidrofobicidade/hidrofilicidade
• Porosidade
• Pressão de entrada de líquido (LEP) e ponto de bolha (bubble point)
• Permeabilidade/seletividade de gases puros e misturas (CO₂, CH₄, N₂…) em análise contínua acoplada a cromatografia de gases com alta sensibilidade a gases inorgânicos e a hidrocarbonetos leves (acetileno, etileno, etano e metanol)
• Permeabilidade da água em ensaios de micro, ultra e nanofiltração

Avaliação de membranas

Avaliamos membranas em ensaios para separação de gases a diferentes condições de operação (concentrações, pressões, caudal…) e para a separação de contaminantes em suspensão e dissolvidos em correntes aquosas mediante filtração por pressão até ao intervalo de nanofiltração (<16 bar). Capacidade para avaliação à escala laboratorial com membranas de tamanho padronizado de 47 mm e capacidade de adaptação dos sistemas a diferentes tipos de efluentes.

Degradação de contaminantes por processos de oxidação avançada (fotocatálise)

Oferecemos desde aconselhamento em relação a materiais para o tratamento de contaminantes até à sua avaliação mediante sistemas em batch e contínuo. Dispomos de vários sistemas para a degradação de contaminantes em meio líquido (águas residuais, descargas, etc.) bem como em meio gasoso (VOCs, NOx, H₂S, etc.) a diferentes escalas.

• Para a degradação de contaminantes em fase líquida, oferecemos ensaios desde 50 mL até 10 L em batch. Por outro lado, dispomos de um sistema contínuo que pode tratar desde 1 até 5 L com um caudal de até 2,5 L/h.
• No que diz respeito à degradação de contaminantes em fase gasosa, dispomos de um sistema em batch de 100 mL e um sistema contínuo capaz de tratar até 5 L/min e com uma pressão de até 2 bar.
• Além disso, dentro de cada ensaio podemos personalizar cada teste conforme as suas necessidades, alterando as fontes de iluminação (UV-A, solar, visível) bem como a irradiância.

Determinação de contaminantes e compostos de interesse

Oferecemos serviços analíticos para a deteção e quantificação de contaminantes em matrizes gasosas e líquidas. Técnicas analíticas disponíveis:

• Medição de carbono orgânico total (TOC) em líquidos e sólidos
• Análise por cromatografia de gases (CO₂, CH₄, CH₃OH, etc.)
• Avaliação da remoção de VOCs, NOx e CO₂ em câmara fotocatalítica
• Espectrometria de massas

Estes serviços são especialmente úteis para avaliar a eficiência de tecnologias de captura, eliminação ou degradação de contaminantes.

Energia

Tecnologias eletroquímicas e caracterização de materiais para energia

Na AIMPLAS trabalhamos no desenvolvimento e validação de materiais, componentes e processos para sistemas energéticos avançados, com especial foco em tecnologias eletroquímicas e no papel dos materiais poliméricos nestes sistemas.

Caracterização eletroquímica de materiais

• Ensaios potenciostáticos e galvanostáticos
• Voltametria cíclica e técnicas eletroquímicas avançadas
• Avaliação de estabilidade e desempenho eletroquímico

Avaliação de elétrodos e eletrocatalisadores

• Desenvolvimento e preparação de elétrodos
• Ensaios de atividade catalítica em sistemas eletroquímicos
• Estudos comparativos de materiais

Caracterização de membranas para aplicações energéticas

• Avaliação de membranas de troca iónica
• Estudo de separadores para células eletroquímicas
• Ensaios de estabilidade e comportamento eletroquímico

Ensaios em células eletroquímicas em fluxo

• Avaliação de processos com alimentação de gás e líquido
• Integração de elétrodos e membranas em dispositivos experimentais
• Estudos de conversão eletroquímica de moléculas de interesse industrial

Desenvolvimento experimental de sistemas eletroquímicos

• Design de configurações experimentais para novos processos
• Validação de materiais em dispositivos eletroquímicos
• Estudos de viabilidade tecnológica à escala laboratorial

Estas capacidades permitem apoiar empresas no desenvolvimento de novas tecnologias energéticas, desde a avaliação de materiais até à validação de conceitos à escala laboratorial.

Aplicações

As capacidades do laboratório permitem abordar projetos tecnológicos em diferentes áreas da transição energética, entre as quais se destacam:

• Conversão e valorização de CO₂
• Produção de combustíveis e produtos químicos sustentáveis
• Eletrólise e geração de hidrogénio
• Tecnologias de armazenamento eletroquímico de energia