Fuel cell a ossidi solidi, l’efficienza supera il 65%

I ricercatori dell’EPFL sono riusciti ad aumentare l’efficienza e la longevità delle celle a combustibile utilizzando un sistema di ricircolo e una microturbina a vapore.

Fuel cell a ossido solido
Il meccanismo dotato di cuscinetti aerodinamici sviluppato presso il Laboratory of Applied Mechanical Design (LAMD) © EPFL 2020

 

 

Verso un mercato di fuel cell a ossidi solidi anche per le case degli europei

(Rinnovabili.it) – Si chiamano fuel cell a ossidi solidi o più semplicemente SOFC, e sono dispositivi che producono sia elettricità che calore dall’ossidazione di un combustibile. Questa tecnologia, grazie anche alla capacità di operare con una varietà diversificata di gas (dall’idrogeno al biometano), ha il potenziale per soddisfare le esigenze domestiche e commerciali di energia, riscaldamento e acqua calda. Mentre in Giappone le SOFC si sono ritagliate già uno spazio nel mercato delle case unifamiliari e degli immobili di nuova costruzione, in Europa la loro diffusione è ancora molto limitata.

Il motivo principale è da cercare principalmente nei costi di produzione, poco adatti alla produzione su larga scala. Oggi un nuovo lavoro di ricerca dello svizzero EPFL potrebbe fornire un punto di svolta. Gli ingegneri del Laboratory for Applied Mechanical Design (LAMD) del Politecnico hanno escogitato un nuovo modo per migliorare l’efficienza delle fuel cell a ossidi solidi per gli impianti domestici, vale a dire con una potenza nominale di 6 kWe.

 

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Per incrementare e prestazioni, i ricercatori hanno utilizzato uno speciale dispositivo per il ricircolo dei gas all’interno del sistema. Allo stato attuale, infatti queste le celle convertono solo circa l’80-85% del combustibile gassoso disponibile. L’idea è stata quindi quella di collegare tra loro uscita e ingresso per far circolare i gas una seconda volta all’interno della struttura. Nel dettaglio, questo sistema di recupero è dotato di una tecnologia di cuscinetti aerodinamici, sviluppata dal laboratorio LAMD, e funziona con una turbina a vapore miniaturizzata, a sua volta azionata dal calore prodotto dalla SOFC.

Poiché le fuel cell a ossidi solidi funzionano a temperature superiori a 600° C, “la ventola di ricircolo aumenta la pressione dei gas di uscita, portandola a un livello compatibile con la pressione all’interno della cella”, afferma Patrick Wagner, autore principale del documento.

Con il nuovo sistema, il team ha osservato notevoli guadagni di efficienza fino al 10%. “Quando abbiamo accoppiato il ventilatore a una cella a combustibile per uso domestico funzionante a carico parziale, o 4,5 kWe, abbiamo raggiunto efficienze lorde del 66%, afferma Jürg Schiffmann, a capo del LAMD. I risultati del lavoro sono stati pubblicati su Applied Energy.

 

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