Pile a combustibile migliorate per una produzione locale di energia
Le PC, dispositivi di conversione elettrochimica che trasformano l’energia chimica in elettricità, costituiscono una promettente alternativa alla combustione di carburanti fossili per molte applicazioni energetiche. Il progetto METPROCELL (Innovative fabrication routes and materials for metal and anode supported proton conducting fuel cells), finanziato dall’UE, ha lavorato al miglioramento delle caratteristiche delle PCFC riducendo inoltre notevolmente i costi associati. Le PCFC sono tra le più promettenti tecnologie per la cogenerazione di calore ed energia (cogeneration of heat and power, CHP), in particolare in piccoli sistemi energetici come quelli di microcogenerazione (micro-CHP) e nei gruppi ausiliari di potenza (APU, auxiliary power unit). METROCELL ha studiato la tecnologia avanzata delle PC a film sottile in ceramica per il funzionamento a temperature intermedie nell’intervallo compreso tra i 400 e i 700 °C. Il team ha sviluppato nuovi materiali elettroliti ed elettrodi con proprietà migliorate e processi di produzione a basso costo e su scala industriale. I nuovi elettroliti erano più resistenti all’anidride carbonica ed erano mirati all’intervallo delle temperature intermedie. Gli scienziati hanno preparato e caratterizzato molti nuovi materiali, per lo più basati su un nuovo conduttore protonico che associa un’elevata conduttività protonica a una maggiore stabilità chimica. Gli scienziati hanno valutato sia le configurazioni di PC a supporto metallico che quelle a supporto anodico. Essi hanno sviluppato mezze celle di PCFC a supporto anodico basate sui materiali anodici sviluppati nell’ambito del progetto. Sono stati prodotti e caratterizzati supporti metallici di otto diverse leghe ferritiche. Il team ha impiegato percorsi di produzione efficienti dal punto di vista dei costi, compresi la co-pressatura e la deposizione elettrolitica mediante il rivestimento a spruzzo al fine di aumentare la resistenza all’ossidazione delle PC a supporto anodico. Per le PC a supporto metallico, essi hanno impiegato serigrafia, deposizione elettrochimica da vapore e spruzzatura termica. Gli scienziati del progetto hanno ottimizzato i materiali e i metodi per produrre PC accatastate che sono state collaudate in due impianti elettrici industriali, un APU e un micro-CHP/gas. I materiali e i metodi di produzione delle PCFC di METPROCELL stanno abbassando notevolmente i costi, migliorando inoltre le prestazioni del sistema per un uso più diffuso di questa promettente tecnologia di PC.
Parole chiave
Pile a combustibile a conducibilità protonica, PC ceramiche, METPROCELL, micro-CHP, fabbricazione conveniente
