CELLE A COMBUSTIBILE
La cella a combustibile e' un generatore elettrochimico in cui, in linea di principio, entrano un combustibile (tipicamente idrogeno) e un ossidante (ossigeno o aria) e da cui si ricavano corrente elettrica continua, acqua e calore. Sono simili alle batterie e quindi come gli altri elementi voltaici, una cella a combustibile e' formata essenzialmente da due elettrodi, catodo e anodo, e da un elettrolita che permette la migrazione degli ioni. Diversamente dalle batterie comuni, nella cella a combustibile, la materia attiva viene continuamente rinnovata e quindi la corrente elettrica continua puo' essere erogata indefinitamente se si mantiene l'alimentazione di combustibile e di gas ossidanti. Il combustibile (idrogeno) e i gas ossidanti (ossigeno dato semplicemente dall'aria) lambiscono rispettivamente l'anodo e il catodo (sulle facce opposte a quelle in contatto con l'elettrolita). Data la porosita' degli elettrodi, vengono in questo modo continuamente alimentate le reazioni di ossidazione del combustibile e di riduzione dei gas ossidanti. Come combustibile possono essere usati oltre all'idrogeno anche il metano e il metanolo; da questi naturalmente l'idrogeno deve essere estratto con un particolare procedimento. Le celle a combustione possono essere pensate come uno strumento che fa l'inverso dei piu' conosciuti esperimenti dove passando una corrente elettrica attraverso l'acqua si divide in idrogeno e ossigeno. Un aspetto di importanza fondamentale per le applicazioni delle celle a combustibile e' rappresentato dal fatto che gli effluenti (acqua e gas esausti), che vanno continuamente rimossi dalla cella, non contengono sostanze inquinanti. La cella ha struttura piatta a tre strati, di cui quello centrale, compreso fra il catodo e l'anodo, costituisce o contiene l'elettrolita. Alcuni tipi di celle funzionano in orizzontale altre in verticale. In pratica, le superfici affacciate devono avere un'area sufficiente per ottenere intensita' di corrente adeguate alle esigenze applicative. Si puo' cosi' arrivare, in funzione dell'applicazione e della filiera di celle, a superfici dell'ordine del metro quadrato. Le singole celle (caratterizzate da tensioni comprese da mezzo volt a un volt, secondo la tecnologia adottata e il carico elettrico ad essa collegato) vengono sovrapposte una all'altra, collegandole in serie in modo da ricavare una tensione complessiva del valore desiderato. L'impilamento di celle che cosi' si ottiene, forma il cosiddetto stack (o "pila"), che rappresenta la base della sezione elettrochimica. Generalmente un impianto a celle a combustibile e' composto, oltre che dal modulo di potenza (contenente la sezione elettrochimica) anche da un convertitore di corrente (inverter) e di un trasformatore che convertono la corrente continua generata dalla pila in corrente alternata alla tensione e alla frequenza desiderate. Ecco alcune delle caratteristiche principale delle pi comuni celle a combustibile:
TIPO CELLE A COMBUSTIBILE TEMPERATURA OPERATIVA EFFICIENZA COMBUSTIBILE
"semi celle" metallo-aria Ambiente ? Zn, Al
elettrolita polimerico 80C 40-45% H2
metanolo dirette 50-100C 30-40% MeOH
acido fosforico 160-220C 40-45% H2
alcaline 120-250C 60% H2
carbonati fusi 600-650C 50% singas
ossido solido 700-1000C 50-55% CH4






















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