Ampliare l’autonomia delle celle a combustibile
La cella a combustibile PEM è concettualmente un dispositivo elettrochimico di conversione energetica relativamente semplice. In pratica, tuttavia, riuscire a far funzionare la cella a combustibile in modo affidabile nelle condizioni operative richieste per periodi di tempo prolungati non è così semplice. Per esempio, temperature elevate (al di sopra di 100 °C) e umidità influiscono sulle prestazioni della membrana, che ha bisogno della giusta quantità di acqua per funzionare. Il progetto IMMEDIATE è stato creato per sviluppare migliori assemblati membrana elettrodi (MEA) per le celle a combustibile PEM che funzionino da una temperatura inferiore al punto di congelamento fino a 120 °C con un’umidità relativa del 25 %. I membri del consorzio hanno sviluppato ulteriormente il lavoro del precedente progetto di grande successo IPHE-GENIE, sviluppando catalizzatori per le celle a combustibile PEM che riducono ulteriormente l’utilizzo di platino (Pt) nei MEA e incrementando anche le prestazioni e la stabilità elettrochimica del catalizzatore. Questo risultato è stato ottenuto progettando nuovi materiali per gli strati di diffusione del gas e ottimizzando la composizione e la morfologia sia dello strato microporoso che degli elettrodi. I ricercatori hanno sviluppato anche nuovi ionomeri con un’elevata conduttività protonica e un’alta stabilità termica e dimensionale. Il processo di valutazione si è concentrato su due aree: determinare le prestazioni e la durata dei MEA durante l’utilizzo da parte di autobus urbani, e stimare il costo di un gruppo motopropulsore alternativo sulla base del costo del MEA. Sono stati inoltre progettati e meticolosamente caratterizzati nuovi materiali di supporto in carbonio con area superficiale intermediata e struttura dei pori ottimizzata. Inoltre, sono state sviluppate e ottimizzate due procedure di preparazione del catalizzatore per la preparazione di catalizzatori ad alto carico di Pt, che sono stati caratterizzati per il loro carico di Pt, dimensioni Pt e morfologia. Il MEA di IMMEDIATE ha mostrato una durata eccellente, con oltre 500 ore di impegnativi test su autobus operativi. Il costo del MEA è diminuito molto, e si prevedono notevoli riduzioni nei costi totali stimati del gruppo motopropulsore, dato che le parti del sistema contribuiscono in modo significativo ai costi totali. Inoltre, temperature e umidità di funzionamento migliorate dovrebbero incrementare notevolmente la commerciabilità della tecnologia delle celle a combustibile PEM.
Parole chiave
Cella a combustibile, membrana a scambio protonico, IMMEDIATE, assemblati membrana elettrodi, platino
