Pile a combustibile innovative con tre elettrodi
Le celle a combustibile a ossidi solidi (SOFC) producono elettricità ossidando combustibili idrocarburici come per esempio gas naturale o biocarburante. Composte da un anodo e un catodo in ossido solido oppure da elettroliti ceramici, le SOFC funzionano a temperature estremamente elevate. Durante il loro sviluppo, gli scienziati hanno incontrato molte sfide e problemi di progettazione, come per esempio la deposizione di carbonio e l’avvelenamento da zolfo dell’anodo. Nonostante un’intensa attività di ricerca, non sono state raggiunte grandi innovazioni tecnologiche per quanto riguarda il funzionamento affidabile delle SOFC. Per affrontare questi problemi, gli scienziati del progetto T-CELL (Innovative SOFC architecture based on triode operation), finanziato dall’UE, hanno proposto un design SOFC innovativo che si basa su una nuova architettura a triodo. L’idea era quella di combinare dei materiali tolleranti a un design della cella in grado di consentire un’efficace controllo in situ dell’attività elettrocatalitica, in condizioni estreme. I ricercatori hanno applicato materiali modificati a base di nichel (Ni), noti per la loro tolleranza come elettrodi anodici nelle SOFC, assieme ad altri metalli. La configurazione a triodo ha essenzialmente introdotto un terzo elettrodo pilotato da un circuito ausiliario per mettere in funzione anodo e catodo. È stato introdotto un dettagliato modello matematico per tenere conto di tutti i processi elettrochimici che avvengono all’interno della cella a triodo. Il design radicale del progetto T-CELL ha quasi dimezzato il tasso di deposizione di carbonio sugli anodi standard in Ni e ha inoltre aumentato la vita operativa della cella. In aggiunta, l’innovazione ha migliorato la produzione di energia delle SOFC e l’efficienza elettrica complessiva. Le attività del progetto sono sfociate nello sviluppo con relative prove di un prototipo di dispositivo a triodo, costituito da cinque unità ripetute. Si prevede che lo sfruttamento commerciale del design raggiunto dal progetto T-CELL riduca la dipendenza energetica dai combustibili fossili e comporti una riduzione delle emissioni di gas serra. A lungo termine, ciò si tradurrà in un miglioramento qualitativo dell’ambiente e della salute pubblica.
Parole chiave
Energia, celle a combustibile a ossidi solidi, biocarburante, T-CELL, triodo
