Rendere più interessanti le pile a combustibile
Le FC sono una forma pulita di energia, dotata di numerose applicazioni potenziali. Funzionando prevalentemente a basse temperature, le FC a membrana polimerica (PEMFC) sono essenzialmente batterie che producono elettricità ricavandola spesso da combustibile di idrogeno stoccato e ossigeno dell’aria. Tuttavia, le problematiche connesse al trasporto e allo stoccaggio del combustibile di idrogeno hanno reso l’alcol un’alternativa promettente. L’alta densità di energia dell’alcol e la relativa facilità di conversione in idrogeno hanno dato origine a una grande attività di ricerca sul reforming a bordo. Tuttavia, le PEMFC a bassa temperatura sono sensibili alle impurità del monossido di carbonio nel riformato, per cui si rende necessario un ulteriore passaggio nella processazione del combustibile. Alcuni scienziati hanno avviato il progetto IRAFC (“Development of an internal reforming alcohol high temperature PEM fuel cell stack”), finanziato dall’UE, per sviluppare un sistema FC compatto capace di riutilizzare il calore prodotto dalla FC per attivare la reazione di reforming dell’alcol senza un’ulteriore unità per la processazione del combustibile. Ad alte temperature, l’alcol viene riformato producendo idrogeno privo di CO. L’obiettivo del progetto tendeva all’integrazione del catalizzatore di reforming e del gruppo di elettrodi della membrana (MEA) ad alta temperatura, funzionante a 190-220°C. Le nuove membrane polimeriche basate su polieteri aromatici sono state testate con esiti positivi per 700 ore, dimostrando una migliore stabilità termica e chimica a 220°C. I catalizzatori di reforming dell’alcol appena sviluppati sono riusciti a operare in modo efficace per 500 ore, fornendo idrogeno stabile a un anodo, dimostrando nel frattempo un declino molto contenuto della loro attività. Inoltre, sono stati prodotti materiali compositi di piastre bipolari ad alta temperatura. Per garantire la conversione ottimale di metanolo, i ricercatori hanno studiato varie forme geometriche della piastra. Sono stati predisposti i principali componenti (reformer, MEA, piastre bipolari e periferiche) dell’unità IRAFC ed è riuscita l’integrazione del sistema. Una singola cella di una PEMCF ad alta temperatura, in cui erano integrati un copolimero drogato e un catalizzatore di reforming del metanolo nell’anodo, ha dimostrato la funzionalità dell’unità. IRAFC ha fatto ricorso a materiali (elettroliti, catalizzatori e piastre bipolari) e tecniche di produzione a basso costo, che permettono quindi un ingresso più agevole del sistema FC nel mercato dell’energia. Tra le attività di divulgazione del progetto, si contano il sito Web del progetto, varie pubblicazioni in giornali a valutazione paritaria e conferenze. Inoltre, IRAFC ha presentato la richiesta di brevetto.
Parole chiave
Pile a combustibile, membrana polimerica, idrogeno, alcol, catalizzatore di reforming
