Un impianto a celle a combustibile trasforma direttamente l’energia chimica in energia elettrica e calore. È il sistema di produzione comunemente usato nelle capsule spaziali. È stato con la crisi energetica degli anni ’70 che è stato riscoperto questo tipo di energia, fondato sullo stesso principio della pila di Volta.

APPROFONDIMENTO

Questo tipo di impianto ha il grande pregio di non essere inquinante poiché non produce né anidride carbonica né ossidi di azoto, né tanto meno particolati. L’idrogeno e l’ossigeno si combinano in presenza di un elettrolita opportuno e di un catalizzatore, elemento che favorisce e rende più veloce la reazione chimica. Nella reazione l’idrogeno e l’ossigeno formano acqua producendo elettricità sotto forma di corrente continua che deve essere quindi trasformata in corrente alternata per l’utilizzo. Il problema delle celle sta nel sistema di alimentazione dal momento che l’idrogeno non si trova in natura e va quindi prodotto utilizzando combustibili fossili. Uno dei sistemi per produrre l’idrogeno è quello di ricavarlo dal metano con un processo detto reforming, oppure dal metanolo. A seconda del tipo di elettrolita utilizzato sono in uso celle ad acido fosforico (PAFC), a policarbonati fusi (MCFC), a polimeri solidi o a membrana (SPFC), a ossidi solidi (SOFC) . Un impianto a celle consiste di tre componenti essenziali: un processore per il combustibile, la sezione dove avviene la reazione tra idrogeno e ossigeno, il convertitore di corrente. Uno dei vantaggi degli impianti a celle a combustibile sta nel fatto che sono modulari, possono quindi essere conformati in funzione della richiesta di energia. Trovano il loro impiego ideale in complessi ospedalieri o grossi condomini.

Purtroppo il costo per unità di energia prodotta è ancora oggi molto più elevato di quello tradizionale.

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CRONOLOGIA

1799:
Volta inventa la pila.

1839:
Sir William Grove fa una dimostrazione ripetibile del fenomeno

1965:
La capsula spaziale Gemini V viene lanciata nello spazio con a bordo un sistema di produzione di energia a celle a combustibile

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DOMANDE E RISPOSTE

Nell’esperienza della pila di Volta quali sono i materiali usati e quale l’elettrolita?
I materiali sono rame e zinco e l’elettrolita è acido solforico.

Conosci l’ordine di grandezza della differenza di potenziale misurata da Volta?
Dell’ordine di 1 volt.

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LO SAPEVI CHE...

Negli anni ’70 sono state costruiti e messi in funzione due impianti a celle a combustibile da 4,5 MW a Tokyo e New York.

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