| Temi di ricerca: |
Produzione diretta di energia elettrica
Produzione di combustibili da fonti energetiche tradizionali e rinnovabili
Trasformazione, accumulo e trasporto dell'energia
Celle a combustibile
Produzione di idrogeno |
| Tecnologia-Iniziativa 1: |
Supercapacitori elettrochimici per veicoli a propulsione elettrica |
| Partners Economici: |
Consiglio Nazionale di Ricerche |
| Descrizione del progetto: |
I supercapacitori sono dispositivi che ben si integrano con i generatori di corrente elettrica primari nei sistemi mobili alimentati a corrente elettrica. Essi infatti sono caratterizzati dal fornire elevate potenze elettriche per brevi periodi di tempo, mentre i generatori primari, sono più adatti a fornire correnti elettriche per tempi lunghi e intensità costante.
Il SC più semplice è sostanzialmente costituito da due elettrodi e da un elettrolita a questi interposto. Le cariche elettriche si dispongono allinterfaccia elettrodo/elettrolita del SC in modo fisico e non si hanno processi chimici di ossido-riduzione. In tal modo durante la scarica, non realizzandosi un processo chimico lento, gli elettroni possono essere forniti in modo veloce. Il rovescio della medaglia del processo fisico sta nel fatto che la quantità di carica accumulabile in un SC è limitata e dipende dalla superficie di interfaccia elettrodo/elettrolita. I supercapacitori possono essere di diversa tipologia, differenti per tipo di elettrodo o di elettrolita. Quelli maggiormente studiati e commercializzati utilizzano elettroliti in soluzione acquosa o organica ed elettrodi a base di carbone di alta area superficiale. |
| Risultati: |
Presso lIstituto CNR-ITAE di Messina è in corso unattività di ricerca orientata a sviluppare un SC che per tipologia può ritenersi, sul panorama scientifico internazionale, completamente innovativa. Linnovazione consiste nel realizzare un dispositivo costituito solo da componenti solidi e cioè nellutilizzare al posto dei tradizionali elettroliti liquidi un elettrolita solido polimerico. A tale tipologia di supercapacitore è stato dato il nome di supercapacitore tutto-solido. |
| Applicazioni della tecnologia: |
I supercapacitori potrebbero essere utilizzati vantaggiosamente, insieme a batterie o celle a combustibile, nei veicoli elettrici, nelle ricetrasmittenti, nelle videocamere, negli UPS per i quali si verificano durante il funzionamento variabili richieste di potenza. |
| Tecnologia-Iniziativa 2: |
Sistemi di produzione idrogeno per celle a combustibile |
| Descrizione del progetto: |
Uno dei fattori chiave per la penetrazione nel mercato dei sistemi a celle a combustibile risiede certamente nelle problematiche collegate alla generazione dellidrogeno partendo da un combustibile tradizionale. Lattività svolta dallITAE nel settore del Fuel Processor per celle a combustibile ha come obiettivo lo sviluppo di unità di generazione idrogeno in grado di superare gli attuali limiti della tecnologia dello steam reforming degli idrocarburi. |
| Risultati: |
La soluzione proposta è basata sulla reazione di ossidazione parziale e/o su reazioni autotermiche di idrocarburi, che permette di superare i limiti sopra esposti ottenendo reattori più compatti ad elevate rese di trasformazione.
In particolare, lITAE ha sviluppato una unità di generazione di idrogeno,denominata HyGen1, della potenza equivalente di 2 kW elettrici, utilizzante idrocarburi leggeri, compatibile con lutilizzo di Celle a Combustibile Polimeriche, unico prototipo di questo genere esistente in Italia. Lunità è costituita da tre sotto-sistemi: reattore principale di reforming autotermico, reattore di shift, reattore di abbattimento del monossido di carbonio, in modo da ottenere un gas ricco in idrogeno e dalle caratteristiche tali da poter essere utilizzato in integrazione con celle a combustibile polimeriche. Lunità è dotata di scambiatori di calore, per la gestione dellenergia termica sviluppata, e di un sistema integrato di controllo e gestione. LITAE ha selezionato, e sviluppato, i catalizzatori atti alle varie reazioni succitate, ha identificato le condizioni operative ottimali, ha sviluppato i reattori ed ha elaborato lo schema strumentato dellimpianto. |
| Applicazioni della tecnologia: |
I risultati ottenuti da questa attività sono di interesse applicativo per le industrie nazionali ed internazionali impegnate nello sviluppo di sistemi di celle a combustibile per applicazioni sia stazionarie che mobili. |
| Tecnologia-Iniziativa 3: |
Realizzazione stack celle a combustibile ad ossido solido |
| Descrizione del progetto: |
L'obiettivo del progetto era quello di operare lo stack a temperature intermedie comprese tra 600° e 800°C. |
| Risultati: |
Prototipo di stack di celle a combustibile ad ossido solido. |