Innovazione per l’energia decentralizzata
La generazione distribuita tramite i sistemi di calore e potenza micro-combinati (m-CHP) è un’alternativa ecologica alla generazione di energia elettrica e utile energia termica per il riscaldamento o il raffreddamento. Rispetto alla generazione di energia centralizzata, questi sistemi permettono di risparmiare un’elevata percentuale dell’energia principale. Tuttavia, la complessità del sistema che tiene conto dei costi elevati e dalla bassa affidabilità ostacola il loro ampio sfruttamento. Con il finanziamento dell’UE del progetto REFORCELL (“Advanced multi-fuel reformer for fuel cell CHP systems”) gli scienziati hanno sviluppato un m-CHP basato su celle a combustibile con membrane di scambio protoni con componenti più efficaci ed economici. Attraverso la combinazione del rimodellamento autotermico e della purificazione dell’idrogeno in un singolo dispositivo, REFORCELL sta compiendo un passo importante verso l’intensificazione del processo di produzione dell’idrogeno. Gli scienziati si sono concentrati sullo sviluppo di un reattore a membrana catalitica ad elevata efficienza che coinvolge le basse temperature durante la reazione ed è durevole in reali condizioni di funzionamento CHP. L’innovativo reattore dovrebbe essere più efficiente rispetto a quelli all’avanguardia a causa di un design ottimale avente lo scopo di aggirare le resistenze di trasferimento calore e massa. Inoltre, ci si è concentrati anche sulla progettazione e sull’ottimizzazione dei componenti di equilibrio dell’impianto. I ricercatori hanno definito i requisiti industriali per introdurre il sistema m-CHP. La caratterizzazione fisico-chimica dettagliata dei catalizzatori a base di nickel o metalli nobili insieme alle misurazioni relative ha consentito lo sviluppo e il passaggio a un catalizzatore in grado di soddisfare i requisiti del progetto. Inoltre, i ricercatori hanno creato materiali in membrana a base di palladio per i due reattori a membrana catalitici su scala di laboratorio. È stato ideato il design base del reattore a membrana autotermico su scala pilota. Il Piano strategico europeo sulle tecnologie energetiche (Piano SET) ha identificato le celle a combustibile e l’idrogeno tra le tecnologie richieste all’Europa per il raggiungimento degli obiettivi per il 2020. Questi comprendono una riduzione del 20 % nell’uso dell’energia principale. REFORCELL sta contribuendo notevolmente a questo sforzo mediante lo sviluppo di un innovativo sistema m-CHP che potrà far risparmiare più del 40 % dell’energia principale.
Parole chiave
Calore e potenza micro-combinati, rimodellatore multi-combustibile, cella a combustibile, sistemi CHP, rimodellamento autotermico