Tra le possibili applicazioni delle celle a combustibile c’è la fornitura di energia elettrica per le utenze domestiche. Le celle a combustibile sono piuttosto simili alle batterie, ma differiscono da queste ultime principalmente per il fatto che richiedono di essere continuamente rifornite dei reagenti consumati, tipicamente ossigeno e idrogeno. Il processo che serve per generare elettricità genera calore e acqua come prodotti di scarto, per cui sono considerate una forma di energia “pulita”.

Il Dipartimento di Mineralogia e Petrologia della University of the Basque Country (UPV / EHU) sta studiando l’uso delle perovskiti per la progettazione di uno speciale tipo di celle, dette SOFC, che operano ad alta temperatura e impiegano ossido solido come elettrolita. Una caratteristica, questa che offre diversi vantaggi rispetto ad altri tipi di celle. Spiega il ricercatore Karmele Vidal:

I materiali sono relativamente poco costosi, la loro sensibilità alle impurità nel carburante è bassa e queste celle sono altamente efficienti e potenti. Inoltre, i componenti sono solidi, la loro configurazione è molto più versatile e permette una più facile manipolazione.

Perché le celle a combustibile operino a temperature elevate occorre però impiegare ancora materiali molto costosi. Le ricerche, comunque, indicano che il miglioramento del contatto tra l’interconnessione e il catodo è una delle sfide significative nella produzione di SOFC, per cui è necessario utilizzare nuovi materiali in grado di migliorare il legame tra questi componenti senza ridurre la capacità della cella.

I materiali utilizzati come strato di contatto tra l’interconnessione e il catodo, in particolare, devono avere un’alta conduttività elettronica, oltre che una buona stabilità chimica e strutturale alla temperatura di esercizio (le celle funzionano a 600-800 gradi Centigradi).

Per soddisfare tutte queste esigenze, il gruppo di ricerca UPV / EHU ha optato per materiali tipo perovskite, che sono buoni conduttori di elettroni e di ioni.

Tra i metodi di sintesi sperimentati, il sistema che ha offerto i risultati migliori è la combustione: in sostanza, si tratta di una reazione tra nitrati e glicina che provoca l’autocombustione. La fiamma raggiunge una temperatura elevata che permette la formazione del materiale necessario avviene.

Attualmente esistono già dei prototipi basati su queste celle a combustibile, ma si tratta di prodotti non ancora molto convenienti. Secondo i ricercatori, questa tecnologia farà un salto di qualità quando i sistemi attuali diventeranno troppo costosi a causa dell’aumento dei prezzi del petrolio.

16 luglio 2014
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