Nuove celle a combustibile per convertire il gasolio in idrogeno
Le celle a combustibile con membrana a scambio protonico, o PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell), hanno attirato particolare interesse come migliori fonti energetiche alternative per la movimentazione dei veicoli e la sostituzione dei motori a combustione interna alimentati a benzina e a gasolio. La temperatura di esercizio per cui sono state sviluppate queste celle, tuttavia, è inferiore a 100 °C: un inconveniente per numerose applicazioni. Dal momento che la temperatura di esercizio dipende in buona parte dalla membrana delle PEMFC, i ricercatori europei hanno organizzato il progetto FURIM ("Further improvement and system integration of high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells") per sviluppare nuovi materiali a membrana migliorati per l'utilizzo delle PEMFC ad temperature superiori a 100 °C, basati sull'utilizzo gasolio a basso contenuto di zolfo. I ricercatori hanno sintetizzato alcuni polimeri resistenti alla temperatura e hanno ricavato membrane drogate con acidi, che hanno esibito miglioramenti nella conduttività protonica (i protoni sono ioni idrogeno prodotti da questo gas che funge da combustibile per la cella), nella stabilità chimica, nella resistenza meccanica e nella flessibilità in un intervallo di temperature di esercizio comprese tra 120 e 200 °C. Gli studiosi hanno ottimizzato una procedura per la preparazione di elettrodi a diffusione di gas e hanno fabbricato insiemi membrana-elettrodo, hanno sviluppato un sistema di trattamento dei carburanti per convertire il gasolio in gas ricco di idrogeno, adatto all'utilizzo in una pila di PEMFC a elevata temperatura, e hanno compiuto un arduo lavoro per la preparazione di catalizzatori per il reforming del vapore e catalizzatori a shift del gas dell'acqua a elevata temperatura, o HT-WGS (High Temperature Water Gas Shift). Grazie all'impiego della modellazione dei sistemi e della sicurezza, infine, gli studiosi hanno prodotto un sistema PEMFC proof-of-concept integrato a elevata temperatura che dimostra la fattibilità di un sistema di creazione dell'energia a cella di combustibile simile a un'unità di produzione di energia ausiliaria basata sull'idrogeno alimentata a gasolio. In conclusione, il progetto FURIM ha prodotto una PEMFC ad alta temperatura basata sulla conversione di gasolio in idrogeno, in grado di produrre 1,5 kW di energia elettrica; questi risultati dovrebbero migliorare l'applicazione delle celle a combustibile basate sull'idrogeno che funzionano a intervalli di temperatura più elevati di quelli attuali, ed è probabile che questi progressi riusciranno ad annullare il principale svantaggio della maggior parte delle PEMFC, accrescendo la competitività europea nel mercato delle celle a combustibile e creando nuove opportunità di lavoro e nuovi orizzonti per l'economia europea.
