Fuel cell (caratteristiche e diversi tipi di celle)

Celle a Combustibile

1859: nascita della prima fuel cell da parte di Sir William Grove

• I fuel cell: dispositivo elettrochimico che converte energia chimica del combustibile direttamente in energia elettrica donata elettrodi senza impatto ambientale
• Reazione più esotermica e la elettrolisi dell'acqua (non produce neanche scarti)

Le fuel cell non hanno limitazione termodinamica (ciclo di Carnot) inoltre producono energia con minima quantità di inquinamento

• Efficienza teorica del 100%
• (In realtà 50/60%)

L'eliminazione della combustione permette alle fuel cells di produrre energia con minima quantità di inquinanti

L'efficienza del 90% e l'inquinamento sia minimo

Efficienza di Carnot

η = 1 - T₂/T₁

• Teoria: efficienza impianto a carbone = 55%
• Realtà: impianto a carbone = 30/40%
• Automobili: 20/30%
• Efficienze dei pannelli fotovoltaici si intascano al 30%

Le fuel cell hanno molto performanti e molto efficienti (quindi meno comuni)

Funzionamento:

Reazione di riduzione al catodo di una soluzione alcalina, sistema elettroestico che chiude il circuito nella movimentazione di ioni e così diretto esterno che chiude genere attraverso membrane perm selective trasferimento diretto di ossigeno chimicamente può essere bloccato galvinica

• Produzione con formazione di energia → maggiore rendimento;

• Combustibile e combustente vengono dall'esterno quindi non sono legate ad esaurimento → differenza comune batterie

Componenti:

• Cella - dove avviene la reazione elettrochimica
• Stack - insieme di celle combinate in parallelo per produrre la potenza necessaria
• Balance of plant - comprende la gestione dei gas, della corrente e della temperatura

Celle a Combustibile

Fuel cell

1839 → messa a punto della prima fuel cell da parte di Sir William Grove.

Fuelli cell → dispositivo elettrochimico che converte energia chimica del combustibile direttamente in energia elettrica donando efficienza e buon impatto ambientale.

• Reazione più esotermica → fa elettrolisi dell'acqua (non produce neanche scarti)

Le fuel cell non hanno limitazioni termodinamiche (ciclo di Carnot).

Inoltre producono energia con minime quantità di inquinamento.

Efficienza teorica del 100%.

(In realtà 80/100)

L'eliminazione delle combustioni permette alle fuel cell di produrre energia con minime quantità di inquinanti.

L'efficienza sotto il profilo dell’inquinamento è minima.

Efficienza di Carnot

η = 1 T₂/T₁

Teorica: efficienza impianto a carbone 55%

Reale: impianto a carbone 30/40%

Automobile: 20/30%

Efficienza del pannello fotovoltaico &intorno al 30%

Le fuel cell sono molto performanti e molto efficienti (quindi meno comuni)

Funzionamento:

• Reazione di riduzione al catodo di un ossidante alcalino
• Sistema elettrochimico che chiude il circuito nella movimentazione di ioni e ha diretto elettron che divide mezzo permeabile per elettroni
• Con catalizzazione di ossilatore idronico che può evitare bucatura galvanica enormemente portando alla formazione di energia → maggiori flessibilità

IA combustibile e combustione vengono dall’esterno, quindi non sono legate ad esaurimento → differenza con le batterie

Componenti:

• Cella → dove avviene la reazione elettrochimica
• Stack → insieme di celle combinato in parallelo per produrre la potenza necessaria
• Balance of plant → comprende la gestione dei gas, della corrente e della temperatura

Cella — è composta da pozzetti di elettroliti, anodo e catodo

• L’evoluzione della fuel cell
• Attenzione alla durata, alla trasibilità e al costo
• L’interfaccia tra materiali deve essere netta, con picchi di dispersione ionica

Cella

• anodo — reazione di ossidazione (genera e-)
• elettrolita — deve consentire la conduzione di ioni
• catodo — reazione di riduzione (riceve e-)
• c'è bisogno che non vada persa energia a gas reagenti

Combustibile contenuto dentro la cella: mantenuto in maniera continua

Perdita di disponibilità di energia

Cella è un dispositivo di conversione di energia

Della cella non dipende dalla disponibilità dalle alimentazioni della cella ma dalla scelta dei materiali

Caratteristiche:

• conversione energetica diretta (no combustione)
• Nessun movimento per conversione di energia
• silenzioso (no inquinamento acustico)
• alto rendimento dimostrato per celle a bassa temperatura
• affidabilità elevata dimostrata in celle a bassa temperatura
• capacità di reattanza
• utilizzatore di combustibili
• buone performance e bass