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Nanocompositi avanzati per tecnologia di conversione dell’energia

Le celle a combustibile (fuel cell, FC), le quali costituiscono un’efficiente tecnologia di conversione, sono in grado di aiutare l’Europa a superare le sfide energetiche e ambientali. Un’iniziativa finanziata dall’UE ha affrontato i vari problemi che limitano un ulteriore sviluppo di questa promettente tecnologia.
Nanocompositi avanzati per tecnologia di conversione dell’energia
Negli ultimi anni, l’avanzamento e la successiva commercializzazione e realizzazione della tecnologia FC hanno vissuto molteplici problemi. Per far fronte a tutto ciò, il progetto NANO-FCSC (Engineering of nanocomposites for a new energy conversion device joining fuel cell and solar cell), finanziato dall’UE, è nato con l’obiettivo di studiare un nuovo percorso di sviluppo per l’attuale tecnologia FC attraverso l’utilizzo di nanotecnologie, nello specifico materiali nanocompositi avanzati.

I partner del progetto hanno preparato, caratterizzato e testato nanocompositi per una nuova tecnologia di conversione dell’energia che unisce il principio FC e le celle solari. Essi hanno inoltre studiato i principi scientifici e i meccanismi dei dispositivi, tra cui il trasporto di ioni ed elettroni.

Il lavoro è iniziato mediante lo studio di nuovi materiali compositi efficaci in grado di essere utilizzati per le celle a combustibile monocomponenti. A tale fine, gli elementi delle terre rare (LCP) e l’ossido di perovskite (LSCF) sono stati prodotti e studiati a livello industriale. I partner del progetto hanno studiato e caratterizzato la relativa microstruttura, la morfologia e le rispettive proprietà elettriche. Sono stati modulati vari rapporti tra LCP e LSCF all’interno del materiale composito, per ottenere conducibilità ioniche ed elettroniche bilanciate. Ciò consente un migliore funzionamento per celle FC e dispositivi con celle solari. Le FC con rapporto ottimale hanno raggiunto la massima tensione a circuito aperto e la massima densità di potenza, dimostrando inoltre di avere una buona stabilità delle prestazioni. Le elevate prestazioni sono il risultato di meccanismi interfacciali ed effetti catalitici degli elettrodi.

Il team NANO-FCSC ha scoperto che la giunzione Schottky vanta un impatto significativo sulle FC, in particolare in termini di prestazioni dei dispositivi. I dispositivi FC che incorporano la giunzione Schottky raggiungono un’elevata potenza. Inoltre, offrono vantaggi come semplicità, leggerezza, e materiali e tecnologia a basso costo.

Infine, gli scienziati hanno progettato e sviluppato un nuovo dispositivo in grado di convertire l’idrogeno in energia elettrica, raggiungendo una potenza stabile.

Il progetto NANO-FCSC ha introdotto un nuovo materiale promettente, aprendo nuove frontiere per FC e tecnologie energetiche innovative, accelerando così la commercializzazione delle celle a combustibile.

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Keywords

Nanocompositi avanzati, conversione di energia, celle a combustibile, NANO-FCSC, cella solare