Le aziende al giorno d’oggi stanno adottando più frequentemente delle soluzioni in linea con la produzione di energia rinnovabile. Ciò viene fatto tendendo in considerazione il territorio circostante e la sua protezione, per cui la ricerca si approccia in maniera costruttiva, usufruendo sempre di più di agenti naturali. Un sistema studiato e affermatosi come efficiente, è proprio il sistema a celle combustibile.
Di cosa si tratta? È un modello in grado di trasformare in energia elettrica, la reazione chimica prodotta dall’idrogeno e dall’ossigeno. È considerato come una vera e propria innovazione rispetto ai sistemi di celle a combustibile che utilizzano metano ed idrocarburi. La vera novità riguarda il funzionamento, poiché questo processo non si servirà di combustione termica. È in grado di fornire un’alta efficienza e un alto rendimento con pochi passaggi. Il sistema di celle a combustibile è in grado di riprodurre il processo di combustione all’infinito. Funziona ininterrottamente fino all’esaurimento della materia prima, che in questo caso sarà l’idrogeno e l’ossigeno.
Come funziona la cella a combustibile?
Il suo funzionamento è equiparabile a quello di una batteria. Vi sarà suddivisione in due reparti dove avverrà l’ossidazione e poi la riduzione. Nel primo passaggio di ossidazione, l’elemento immesso perde i suoi elettroni mentre nel processo di riduzione, una specie chimica acquista elettroni. Questi comparti sono collegati in modo da consentire che vi sia un flusso elettronico spontaneo, dove gli elettroni passano da un comparto all’altro. Responsabile del passaggio è un conduttore metallico, ossia un circuito elettrico, in grado di costituire elettricità.
Per un corretto impiego del sistema a celle combustibile vengono usati degli scambiatori di calore a piastre saldo-brasati nickel, come quelli che trovate a questo link. Questi sono considerati all’altezza di fornire un’alta performance per gli impieghi citati. Gli scambiatori di calore sono utili per la gestione delle temperature usate per le operazioni del processo di trasformazione.
Il sistema di celle a combustibile è in grado di controllare l’umidità e il recupero del calore alla fine del suo processo. È importante poiché l’utilizzo di sistemi che utilizzano la membrana polimerica, prevedono una micro cogenerazione per i cicli combinati a freddo. In questo caso ci sarà la necessità di preservare una temperatura costante. Ciò sarà utile anche quando si tratterà di recuperare il calore disperso durante il procedimento, gestendo l’acqua calda che viene prodotta ed immagazzinata. L’utilità di quest’acqua riscaldata nella cella combustibile sarà esplicata nelle fasi iniziali e finali, rispettivamente di pre-riscaldamento e deumidificazione.
Perché non vi è perdita di energia durante questo processo? Il combustibile e l’agente ossidante che risiedono in compartimenti differenti, non entrano mai in contatto tra loro per cui non vi è combustione ma una reazione specifica dove l’ossidazione del combustibile si unisce al consumo dell’agente ossidante, che in questo caso è l’ossigeno. Quando si parla di circuito elettrico, l’energia di reazione si converte in elettricità. È importante preservare la qualità degli elementi utilizzati, in modo tale da garantire un buon funzionamento dell’impianto.
Il sistema di celle a combustibile si utilizza nelle aziende automobilistiche per le auto elettriche poiché producono energia elettrica fondamentale per il loro funzionamento. È un modello promosso come produttore di energia pulita e rinnovabile. Le celle a combustibile vengono utilizzate anche per gli Shuttle, funzionando ad idrogeno. La reazione complessiva produce acqua, immettendo idrogeno gassoso che si converte a ioni di idrogeno. Ciò produce elettroni che combinati con l’ossigeno, generano l’acqua.
Molte sono ancora le celle a combustibile in metano o in altri idrocarburi. La maggior parte sono create per l’aumento delle prestazioni dei combustibili fossili. Queste però non sono in grado di svincolare completamente le aziende dall’uso.