Energia

Che cosa sono le celle a combustibile?

La cella a combustibile è un dispositivo elettrochimico simile a una batteria convenzionale, che converte l’energia elettrochimica di un combustibile e di una sostanza ossidante in energia elettrica utilizzabile. La differenza principale rispetto alle “normali” batterie è quella di poter funzionare praticamente all’infinito. Alimentazione esterna. Nelle batterie convenzionali, infatti, combustibile e ossidante sono all’interno della batteria stessa, che va sostituita o ricaricata quando questi si esauriscono.
La cella a combustibile viene invece alimentata senza interruzione con un sistema esterno. Questo dispositivo utilizza combustibili liquidi o gassosi come idrogeno, idrazina o idrocarburi; l’ossidante è invece ossigeno gassoso o aria. Per la loro caratteristica di erogare energia in modo continuo le celle elettrochimiche possono essere paragonate a generatori di potenza, ma sono più efficienti delle macchine termiche che utilizzano un processo di combustione.
Immancabili. L’impianto di un sistema di celle a combustibile può essere più o meno complesso, ma è formato sempre da tre componenti. Una sezione di potenza, che consiste nella connessione di più celle elementari per poter fornire un’uscita di energia elettrica continua della potenza necessaria; un sistema di alimentazione di combustibile e un sistema di condizionamento di potenza, che converte l’energia prodotta nel tipo richiesto dall’applicazione finale (per esempio da corrente continua a corrente alternata).
Potentissime. Tra i numerosi vantaggi della cella a combustibile, il rendimento elevato, indipendentemente dalle dimensioni dell’impianto, e l’alta densità di energia: pesi e volumi ridotti possono produrre cospicue quantità di energia. La modularità, cioè la possibilità di unire più unità fondamentali, permette, per ora solo in teoria, di avere potenze che vanno dai millesimi ai milioni di watt. Le celle a combustibile sono silenziose e pulite, perché la reazione produce acqua, biossido di carbonio e azoto. Infine nei grandi impianti è possibile migliorarne ulteriormente l’efficienza recuperando il calore prodotto durante la reazione. Le celle a combustibile sono state impiegate in ambito spaziale e militare, nei sottomarini e nei veicoli elettrici. I problemi di sicurezza dovuti alla presenza di idrogeno tuttavia non hanno permesso, per ora, un loro impiego in altri settori.

La cella a combustibile è un dispositivo elettrochimico simile a una batteria convenzionale, che converte l’energia elettrochimica di un combustibile e di una sostanza ossidante in energia elettrica utilizzabile. La differenza principale rispetto alle “normali” batterie è quella di poter funzionare praticamente all’infinito. Alimentazione esterna. Nelle batterie convenzionali, infatti, combustibile e ossidante sono all’interno della batteria stessa, che va sostituita o ricaricata quando questi si esauriscono.
La cella a combustibile viene invece alimentata senza interruzione con un sistema esterno. Questo dispositivo utilizza combustibili liquidi o gassosi come idrogeno, idrazina o idrocarburi; l’ossidante è invece ossigeno gassoso o aria. Per la loro caratteristica di erogare energia in modo continuo le celle elettrochimiche possono essere paragonate a generatori di potenza, ma sono più efficienti delle macchine termiche che utilizzano un processo di combustione.
Immancabili. L’impianto di un sistema di celle a combustibile può essere più o meno complesso, ma è formato sempre da tre componenti. Una sezione di potenza, che consiste nella connessione di più celle elementari per poter fornire un’uscita di energia elettrica continua della potenza necessaria; un sistema di alimentazione di combustibile e un sistema di condizionamento di potenza, che converte l’energia prodotta nel tipo richiesto dall’applicazione finale (per esempio da corrente continua a corrente alternata).
Potentissime. Tra i numerosi vantaggi della cella a combustibile, il rendimento elevato, indipendentemente dalle dimensioni dell’impianto, e l’alta densità di energia: pesi e volumi ridotti possono produrre cospicue quantità di energia. La modularità, cioè la possibilità di unire più unità fondamentali, permette, per ora solo in teoria, di avere potenze che vanno dai millesimi ai milioni di watt. Le celle a combustibile sono silenziose e pulite, perché la reazione produce acqua, biossido di carbonio e azoto. Infine nei grandi impianti è possibile migliorarne ulteriormente l’efficienza recuperando il calore prodotto durante la reazione. Le celle a combustibile sono state impiegate in ambito spaziale e militare, nei sottomarini e nei veicoli elettrici. I problemi di sicurezza dovuti alla presenza di idrogeno tuttavia non hanno permesso, per ora, un loro impiego in altri settori.

6 luglio 2009
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