Descrizione del modulo "Celle a Combustibile ad Ossidi Solidi (ET.P03.005.001)"

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  • Descrizione del modulo "Celle a Combustibile ad Ossidi Solidi (ET.P03.005.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Generazione distribuita di energia elettrica e termica utilizzando combustibili (idrogeno, metano, metanolo, etanolo, propano, gas naturale e biocombustibili) e processi in grado di garantire alta efficienza e basso impatto ambientale. Storage di energia mediante batterie ad alta temepratura. Produzione di idrogeno e di riduzione elettrochimica della CO2 effettuata ad alte temperature. Apparecchiature elettro-medicali. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Caratterizzazione di celle a combustibile ad ossidi solidi e celle a combustibile a carbonati fusi, individuazione degli sviluppi tecnologici necessari a promuovere la diffusione su larga area di questi dispositivi, ricerca e sviluppo di componenti innovativi e la dimostrazione di prototipi di piccola taglia. Elettrolizzatori ad alta temperatura e pompe elettrochimiche ad ossigeno ad elettrolita ceramico. (literal)
Competenze
  • Competenze specifiche su sviluppo, fabbricazione di componenti e dispositivi per celle SOFC e MCFC. Analisi di processo. Caratterizzazione chimico fisica di componenti e caratterizzazione elettrochimica di celle singole. Progettazione e realizzazione stack di piccola taglia e stazioni di prova. Diagnostica elettrochimica. Sviluppo di elettrolizzatori ad alta temperatura e pompe elettrochimiche ad ossigeno ad elettrolita ceramico (SOEC). (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Materiali ceramici, Catalizzatori, Ossidazione di metano, Reforming interno, Elettroliti ceramici, Miscele elettrolitiche, Stack di celle a combustibile, Cogenerazione. Materiali elettroceramici per applicazioni energetiche. Elettrolizzatori ad alta temperatura e pompe elettrochimiche di ossigeno ad elettrolita ceramico. (literal)
Tecnologie
  • Simulazione digitale di curve di polarizzazione per la determinazione dei parametri elettrocinetici. Sintesi di catalizatori, metodologie di formatura di elettrodi ed elettroliti e realizzazione di celle SOFC, SOEC e MCFC. (literal)
Obiettivi
  • I principali obiettivi in comune per lo sviluppo delle tecnologie SOFC e MCFC sono l'aumento del tempo di vita, la diminuzione dei costi a parita' di prestazioni e l'impiego di multifuel. Questi obiettivi possono essere raggiunti attraverso un ulteriore avanzamento nelle caratteristiche dei componenti attivi che favoriscano parallelamente la semplificazione di stack e di sistema. Le competenze principali riguardano lo studio di materiali (in particolare ceramiche avanzate), l'elettrochimica, l'ingegneria dei materiali. Lo sviluppo di elettrolizzatori ad alta temperatura e pompe elettrochimiche di ossigeno ad elettrolita ceramico. Messa a punto di stack SOFC (literal)
Stato dell'arte
  • L'emergenza ambientale, la liberalizzazione del mercato dell'energia, fenomeni di convergenza nei settori di distribuzione e fornitura di gas, elettricità e servizi, la volatilità delle risorse convenzionali disponibili e dei loro prezzi richiedono l'utilizzazione di nuove tecnologie di produzione e conversione di energia ad alta efficienza e basso impatto ambientale. La diffusione delle fuel cells richiede che vengano superate le barriere che ancora limitano lo sviluppo e che vengano messi a punto prodotti in grado di competere, per affidabilità, durata e costi con gli altri sistemi di generazione di potenza elettrica. E' necessario, quindi, migliorare le caratteristiche di questi dispositivi in termini di costi, efficienza e durata partendo da ogni singolo componente (catalizzatori, elettroliti, elettrodi, piatti bipolari, stack, ecc.). (literal)
Tecniche di indagine
  • Caratterizzazione e diagnostica elettrochimica tramite polarizzazioni, voltammetrie cicliche, impedenza complessa, metodo ad interruzione di corrente. Caratterizzazione strutturale, morfologica, elettronica, chimica e di superficie dei materiali. Analisi degli effluenti elettrochimici mediante gas cromatografia e spettrometria di massa Analisi di processo e reattività chimica. (literal)
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