Fuel cell idrogeno funzionamento

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La ricerca nel settore dei veicoli a basso impatto ambientale ha portato a considerare l’utilizzo dell’idrogeno nelle fuel cells. Ecco come fuonziano Le fuel cell funzionano grazie alla trasformazione dell’energia chimica contenuta in un combustibile direttamente in energia elettrica, arrivando così ad ottenere un rendimento “termochimico” idealmete unitario.

Una fuel cell è un dispositivo che converte l’energia chimica di un combustibile in energia elettrica e calore senza utilizzare cicli termici. Le celle a combustibile alimentate a idrogeno (H2) consentono di produrre energia elettrica e acqua calda a partire da idrogeno e ossigeno. L’auto a idrogeno costituisce un’alternativa reale e pulita per la mobilità: come funziona con le fuel cell e quali sono i vantaggi?

La cella combustibile è un dispositivo strutturalmente molto simile ad una pila elettrica. In un contenitore neutro vengono inseriti due elettrodi (anodo e catodo) e l’apparato viene alimentato con due composti: il combustibile che di solito è idrogeno e il comburente che quasi sempre è ossigeno sottratto all’ambiente circostante.

Una pila a combustibile (detta anche cella a combustibile dal nome inglese fuel cell) è un dispositivo elettrochimico che permette di ottenere energia elettrica direttamente da certe sostanze, tipicamente da idrogeno ed ossigeno, senza che avvenga alcun processo di combustione termica. Zero Emissioni : un dispositivi alimentato con Fuel cells ha come unica emissione acqua, se operato con idrogeno puro, mentre se si utilizza un reformer a bordo bisogna tenere conto delle sue emissioni.

Il sistema Fuel Cell a Idrogeno, o pila a combustibile, è in parole povere un filtro che separa gli elettroni dall’atomo di idrogeno, da una parte viene immesso l’idrogeno che passando per l’anodo viene diviso in elettroni e protoni, gli elettroni vengono spinti verso l’uscita dell’anodo producendo così l’energia elettrica. C’è, però, una sostanziale differenza: l’energia necessaria per alimentare il motore elettrico non arriva dal solito accumulatore al litio, ma da una sorta di pila elettrochimica, la cella a. Come funzionano le Fuel Cell.

La cosiddetta Fuel Cell è un dispositivo elettrochimico che permette di ottenere elettricità dalla reazione tra idrogeno e ossigeno, senza la necessità che avvenga alcun tipo di combustione. La novità del lavoro statunitense sta nell’aver creato una cella a combustibile liquido diretto che funziona al doppio della tensione delle fuel cell a idrogeno convenzionali.

Per raggiungere questo risultato, il team di ricerca – guidato da Vijay Ramani – ha identificato una gamma ottimale di portate, architetture del campo di flusso e tempi di permanenza che consentono un funzionamento ad alta potenza. Con metalli elettropositivi e con molti non-metalli forma idru-ri.

Nella cella a combustibile viene immesso idrogeno gassoso, questo è convertito a ioni idrogeno con la produzione di elettroni. Tale comparto è l’anodo e da qui, gli elettroni fluiranno nel circuito esterno dove, mediente il conduttore, giungeranno nel compartimento della riduzione (catodo).

Il che significa che dispongono di celle a combustibile, all’interno delle quali avviene un processo chimico inverso a quello dell’elettrolisi: combinando l’idrogeno stoccato in apposite bombole con l’ossigeno dell’aria, si produce energia elettrica, poi utilizzata per ricaricare le batterie che alimentano il motore elettrico (ultimo elemento della catena, che trasmette a sua volta il moto alle ruote). Questo concetto è alla base della fuel cell a membrana di polimero elettrolita (PEM, Proto Exchange Membrane Fuel Cell).

La tecnologia delle Fuel Cell prevede invece di utilizzare l’idrogeno per generare energia elettrica direttamente a bordo. Un po’ come accade alle elettriche “Range Extended” che fanno la stessa cosa con un motore a scoppio. La differenza è che l’idrogeno, in questo processo di conversione, non produce sostanze inquinanti.

Il principio di funzionamento Una cella a combustibile produce energia elettrica a partire da idrogeno ed ossigeno (o aria) senza organi in movimento.

Il catalizzatore contenuto nel motore a idrogeno provoca la separazione degli elettroni dal nucleo e questa reazione a sua volta sprigiona energia elettrica. Trova Fuel Cell Idrogeno.

La Ricerca Migliore e Più Rapida! Una fuel cell riceve in entrata due flussi: idrogeno dal polo negativo e ossigeno dal polo positivo. Nel momento in cui gli atomi di idrogeno entrano in contatto con il catalizzatore gli elettroni si separano dal nucleo, generando energia elettrica, spostandosi verso il polo positivo dove si uniscono agli atomi di ossigeno caricandoli negativamente.

Celle a combustibile idrogeno Celle a combustibile, alimentate ad idrogeno o funzionanti in modo diverso, ma sempre finalizzate alla produzione di energia elettrica e di calore partendo dall’energia chimica di un combustibile che viene trasformata. La corrente viene immagazzinata in accumulatori elettrici che alimentano i motori elettrici come avviene nelle autovetture elettriche.

Sull’elettrodo in platino dell’anodo avviene la scissione in elettroni e protoni: i primi vanno ad alimentare il motore elettrico, gestiti da un’unità di controllo che può, anche, immagazzinare l’elettricità nel pacco batterie. L’idrogeno, dal serbatoio alimenta la fuel cell stack.

Alla base di tutto c’è la tecnologia ‘hydrail’, una combinazione di fuel cell a idrogeno, batterie e sistemi di stoccaggio in sostituzione al diesel power pack che permettono una resa equivalente a quella dell’unità elettrica multipla. Per provare a rispondere a questa domanda bisogna cercare di comprendere il funzionamento delle celle a. Le auto a idrogeno sono davvero i veicoli del futuro? SOFC, individual cells are connected in series to form a ‘stack’.

In a fuel cell stack each cell is electrically connected to its adjacent in series, anode with cathode, using an electrically conducting interconnector which also serves to distribute reactants across the surface of the electrodes by properly designed flow channels.