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PEMFC system and low-grade bioethanol processor unit development for back-up and off-grid power applications

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Celle a combustibile migliorate con un maggiore potenziale di mercato

Uno dei mercati in più rapida crescita per le celle a combustibile è quello delle applicazioni di alimentazione non allacciate alla rete e di riserva, in particolare nei paesi in via di sviluppo. Gli scienziati stanno facendo diminuire i costi e stanno riducendo al minimo le questioni legate al combustibile per aumentare la penetrazione sul mercato.

Energia

Le celle a combustibile convertono l’energia dei legami chimici in combustibili come il bioetanolo in elettricità mediante un processo elettrochimico di conversione senza combustione. Il potenziale di mercato per i sistemi di riserva e non allacciati alla rete è supportato da importanti progressi nei sistemi di comunicazione wireless. Tuttavia, la penetrazione è stata lenta, principalmente a causa dei grandi costi iniziali di investimento e delle questioni legate alla gestione logistica dei combustibili. Scienziati finanziati dall’UE hanno avviato il progetto PEMBEYOND (PEMFC system and low-grade bioethanol processor unit development for back-up and off-grid power applications) per affrontare entrambe queste questioni e per spianare la strada a un’adozione diffusa. Il team sta sviluppando un sistema di alimentazione con celle a combustibile a membrana elettrolitica polimerica (PEMFC) competitivo in termini di costi. Lo sfruttamento dei più recenti stack di celle PEMFC automobilistici compatibili con combustibile riformato dovrebbe ridurre significativamente i costi di produzione degli stack. La compatibilità degli stack con l’idrogeno di bassa qualità consentirà delle semplificazioni tecniche che ridurranno ulteriormente i costi. Il sistema sarà compatibile con bioetanolo non raffinato in modo da consentire persino nei paesi in via di sviluppo l’uso diretto di combustibile che sia prodotto localmente, trasportato e conservato facilmente, sostenibile e a basse emissioni. Entro i primi sei mesi il team ha creato uno strumento di simulazione e ha presentato il progetto preliminare per il primo prototipo da laboratorio. Le simulazioni delle componenti sono attualmente in corso. Inoltre, sono iniziate le caratterizzazioni sperimentali per valutare campioni di bioetanolo non raffinato e purificato, catalizzatori e sostanze adsorbenti, e i banchi di prova per lo stack di celle a combustibile e per il sistema sono pronti per la prossima fase del progetto. Oltre al lavoro tecnico, i ricercatori hanno sviluppato uno strumento tecnico-economico che valuterà il potenziale del sistema di generazione di PEMBEYOND nel mercato dei sistemi di riserva e in quello dei sistemi non allacciati alla rete. In parallelo, vengono raccolti dei dati per l’analisi tecnico-economica e per quella della valutazione del ciclo di vita. Un gruppo consultivo industriale formato da rappresentanti del settore energetico e di quello delle telecomunicazioni è stato creato per garantire ulteriormente la commerciabilità. I ricercatori stanno promuovendo il progetto e i suoi risultati attraverso il sito web del progetto e dei workshop annuali, il primo dei quali si è svolto nel mese di settembre del 2014. I membri hanno inoltre fatto sentire la loro presenza alla conferenza WHEC (World Hydrogen Energy Conference). Aumentare l’attrattiva tecnico-economica della tecnologia delle celle a combustibile per l’alimentazione non allacciata alla rete e di riserva produrrà un impatto importante su investimenti e accettazione da parte del mercato, e successivamente sulla riduzione delle emissioni globali e del cambiamento climatico. I benefici potrebbero essere in particolar modo importanti per i paesi in via di sviluppo.

Parole chiave

Celle a combustibile, non allacciato alla rete, energia di riserva, applicazioni di alimentazione, bioetanolo, PEMFC

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