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Flexible Ecological Multipurpose Advanced Generator (FEMAG)

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Supercapacitori per trarre potenza di picco dalle pile a combustibile

Le pile a combustibile basate sull'idrogeno suscitano sempre più attenzione quale energia alternativa ai combustibili fossili. Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno sviluppato un progetto integrato in grado di superare uno dei principali ostacoli alla loro ampia diffusione.

Energia

Le pile a combustibile (FC) sono dispositivi per la conversione di energia. Convertono l'energia accumulata nel combustibile (come l'idrogeno) in energia utilizzabile per eseguire lavoro (ad esempio, per alimentare una piccola macchina). La conversione è un processo monofase, che rende le FC molto più efficienti dei soliti dispositivi a combustione. Le pile presentano un numero molto inferiore di parti mobili (una caratteristica eccezionale che contribuisce a migliorare l'affidabilità), costi di manutenzione ridotti e un rumore pressoché trascurabile. Inoltre presentano la potenzialità di alleviare la pressione, l'instabilità e i costi del mercato dei combustibili fossili, oltre a fornire una forma sostenibile e pulita di energia rinnovabile. Tra gli ostacoli maggiori a un utilizzo più diffuso in dispositivi piccoli e portatili vi è una durata notevolmente ridotta rispetto a carichi variabili. Considerato che la maggior parte dei carichi effettivi sono caratterizzati da variabilità (ad esempio, picchi di potenza all'avvio), la fattibilità commerciale è strettamente collegata al miglioramento della durata dei componenti delle FC in tali condizioni. I ricercatori europei hanno avviato il progetto FEMAG ("Flexible ecological multipurpose advanced generator") per sviluppare un nuovo generatore di energia. Il progetto integrava una FC con supercapacitori, in modo da gestire i picchi di potenza e, di conseguenza, consentire un'erogazione di potenza durevole e flessibile per dispositivi di piccole dimensioni, portatili e non autopropulsivi. I capacitori, ovvero quei componenti piccoli e sottili onnipresenti nelle schede dei circuiti stampati, sono dispositivi per l'immagazzinamento di carica. I supercapacitori sono in grado di immagazzinare energia in quantità migliaia di volte superiore rispetto a un capacitore tradizionale. Sono utilizzati in condizioni che prevedono cicli rapidi di carica-scarica, che implicano correnti elevate di breve durata. L'architettura di sistema FEMAG si affida a supercapacitori per soddisfare i carichi di potenza di picco, alla FC per condizioni operative di stato stazionario normali, a una batteria di riserva quando il fabbisogno di alimentazione superava la capacità massima della FC e a un convertitore intelligente che commuta tra i componenti in base alle condizioni di carico. Gli scienziati hanno sviluppato due prototipi: uno a bassa energia per l'installazione su una sedia a rotelle e uno a media energia per veicoli a guida automatica (AGV). La tecnologia di FEMAG si profila dotata di un futuro molto promettente. Il consorzio ha identificato 20 possibili applicazioni e ha predisposto progettazioni per ciascuna di loro. Nel prossimo futuro, i generatori basati sull'idrogeno per applicazioni portatili a basso costo potrebbero risultare un'alternativa competitiva rispetto all'attuale generatore di potenza.

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