Clean Hydrogen JU: Celulas Ceramicas Reversiveis de Conducao Protonica

A promessa das celulas ceramicas reversiveis num sistema energético flexivel

A transição energética europeia exige tecnologias capazes de converter eletricidade renovavel em hidrogenio quando ha excedente e converter hidrogenio em eletricidade quando a procura aperta. As celulas ceramicas de conducao protonica (PCC, na sigla inglesa) sao uma das tecnologias mais promissoras para fechar este ciclo num único equipamento, eliminando a necessidade de operar em paralelo um eletrolisador e uma pilha de combustivel.

Em modo eletrolise, a celula recebe vapor de água e eletricidade, libertando hidrogenio puro e oxigenio. Em modo pilha, recebe hidrogenio (ou outro combustivel hidrogenado) e devolve eletricidade. A operação a temperaturas intermedias (tipicamente 400 a 600 graus Celsius) reduz o consumo termico face as celulas de oxido solido (SOC) tradicionais e a conducao via protoes em vez de ioes oxido permite produção direta de hidrogenio seco no ladio do anodo, simplificando o processo a juzante.

Foi para acelerar este caminho que a Clean Hydrogen JU financiou, atraves do topico HORIZON-JU-CLEANH2-2026-04-01, o desenvolvimento de PCC reversivel a escala mínima de 1 kW. O topico recebeu 9 propostas, um número que reflete tanto o interesse científico como o ainda restrito número de consorcios europeus com competencias para liderar este tipo de projeto.

Os KPIs técnicos definidos para 2030

O topico fixava metas técnicas precisas a horizonte 2030, separadas para nível de celula e nível de stack:

A nível de stack, os requisitos sao mais exigentes em termos de durabilidade: densidade de corrente acima de 0,5 A/cm2 e degradacao abaixo de 2,5% por cada 1.000 horas de operação. Estas metas refletem o salto que a tecnologia tem de dar para passar de prototipos laboratoriais a equipamentos comercialmente viaveis na decada seguinte.

O que o projeto deveria entregar

O topico exigia trabalho integrado entre desenvolvimento de materiais, fabrico de stack e validacao operacional. As areas centrais de trabalho:

• Celulas e stacks de PCC reversivel: desenvolvimento e validacao de novas geometrias e formulacoes ceramicas com operação bidirecional eficiente.
• Demonstracao a 1 kW: escala mínima obrigatoria, com produção de stacks contendo multiplas unidades repetentes.
• Teste operacional de longa duracao: mínimo de 2.000 horas em condições representativas, cobrindo ambos os modos de operação.
• Integração com energia renovavel: validacao do desempenho dinamico face a perfis variaveis de eletricidade, replicando o uso real num sistema com solar ou eolica.
• Avaliação tecno-economica: análise critica de CAPEX e OPEX da tecnologia reversivel face a alternativas (eletrolise + pilha em paralelo).
• Avaliação do ciclo de vida: mínimo de dois casos de uso analisados, com particular atencao a sustentabilidade dos materiais e as materias-primas criticas e estrategicas.
• Modelos de negocio: avaliação de como a operação reversivel ou multi-modo pode gerar receitas adicionais que tornem o investimento atrativo.

Lump sum a 3 milhoes para um único projeto

O topico foi financiado em modelo lump sum, com uma contribuicao da UE de 3 milhoes de euros, tanto como mínimo como como máximo. O financiamento e atribuido a um único consorcio. As regras de admissibilidade incluem o limite de 70 paginas para a proposta (Innovation Actions) e a obrigacao de informacao sobre contribuicoes para normalização ate quatro anos apos o termino do projeto.

Custos totalmente capitalizados de equipamento e infraestrutura especificamente adquiridos para a acao sao elegiveis. Despesas com viagens, equipamento e outros bens acima de 15% dos custos de pessoal exigem justificacao detalhada na proposta.

Quem podia candidatar-se

O topico segue o quadro padrao do Horizonte Europa: aberto a entidades de todos os Estados-Membros da UE e Paises Associados. Pela natureza técnica do trabalho, o perfil de consorcio competitivo combina:

• Institutos de investigação em ceramicas funcionais e eletroquimica de altas temperaturas
• Fabricantes de celulas e stacks SOC ou PCC com capacidade de prototipagem
• Empresas de energia ou indústria com casos de uso reais para teste integrado
• Especialistas em avaliação de ciclo de vida e análise tecno-economica

O trabalho subcontratado deve ser realizado em paises elegiveis (UE e Paises Associados). Resultados, materiais de fundo e direitos de acesso seguem as disposicoes padrao do Horizonte Europa.

O que recomendamos

Com 9 propostas para um único financiamento, a taxa de sucesso teorica situa-se em torno dos 11%, em linha com a media do programa Clean Hydrogen JU mas inferior a outros topicos da mesma chamada que receberam 30 ou mais candidaturas. O topico exigia uma combinacao rara de competencias em ciencia dos materiais, engenharia de stack e operação em ambiente realistico, o que reduz naturalmente o universo de consorcios elegiveis.

Para entidades portuguesas, o perfil mais provavel de participacao seria como parceiro num consorcio liderado por um instituto europeu com forte histórico em SOC ou PCC. Em Portugal, existem competencias relevantes em institutos universitarios de ciencia dos materiais (em particular grupos do CICECO em Aveiro e do INEGI no Porto) que poderiam contribuir em caracterizacao avancada e modelacao multi-fisica. A reabertura deste topico em 2028-2030, com salto de TRL para 5-6 e expectavel a medida que os resultados desta primeira ronda forem maturando.