{"id":262362,"date":"2022-06-21T09:55:00","date_gmt":"2022-06-21T06:55:00","guid":{"rendered":"https:\/\/auto.inform.com.de\/?p=262362"},"modified":"2022-04-18T04:49:48","modified_gmt":"2022-04-18T01:49:48","slug":"cella-a-combustibile-a-idrogeno-descrizione-caratteristiche-principio-di-funzionamento-foto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/auto.inform.com.de\/it\/cella-a-combustibile-a-idrogeno-descrizione-caratteristiche-principio-di-funzionamento-foto\/","title":{"rendered":"Cella a combustibile a idrogeno: descrizione, caratteristiche, principio di funzionamento, foto"},"content":{"rendered":"

Una cella a combustibile \u00e8 un dispositivo che genera in modo efficiente calore e corrente continua attraverso una reazione elettrochimica e utilizza combustibile ricco di idrogeno. Fondamentalmente, \u00e8 simile a una batteria. Strutturalmente, la cella a combustibile \u00e8 rappresentata da un catodo<\/a>, un anodo e un elettrolita. Quanto \u00e8 meraviglioso? A differenza delle batterie stesse, le celle a combustibile a idrogeno non immagazzinano elettricit\u00e0, non hanno bisogno di elettricit\u00e0 per ricaricarsi e non si scaricano. Le celle continuano a generare elettricit\u00e0 fintanto che contengono aria e carburante.<\/p>\n

Peculiarit\u00e0<\/h2>\n

Le celle a combustibile differiscono dagli altri generatori di corrente in quanto non bruciano carburante durante il funzionamento. Grazie a questa caratteristica, non necessitano di rotori ad alta pressione, non emettono forti rumori e vibrazioni. L'elettricit\u00e0 nelle celle a combustibile \u00e8 generata da una reazione elettrochimica silenziosa. L'energia chimica del combustibile in tali dispositivi viene convertita direttamente in acqua, calore ed elettricit\u00e0.<\/p>\n

Le celle a combustibile sono molto efficienti e non emettono grandi quantit\u00e0 di gas serra. Il prodotto emesso durante il funzionamento della cella \u00e8 una piccola quantit\u00e0 di acqua sotto forma di vapore e anidride carbonica, che non viene rilasciata se si utilizza idrogeno puro come combustibile.<\/p>\n

\"Cella<\/a><\/p>\n

Storia dell'apparenza<\/h2>\n

Negli anni '50 e '60, la crescente necessit\u00e0 della NASA di fonti di alimentazione per il volo spaziale a lungo raggio port\u00f2 a una delle sfide pi\u00f9 importanti per le celle a combustibile esistenti all'epoca. Le celle alcaline utilizzano ossigeno e idrogeno come combustibili, che, durante una reazione elettrochimica, vengono convertiti in utili sottoprodotti durante il volo spaziale: elettricit\u00e0, acqua e calore.<\/p>\n

Le celle a combustibile furono scoperte per la prima volta all'inizio del XIX secolo, nel 1838. Allo stesso tempo, sono apparse le prime informazioni sulla loro efficacia.<\/p>\n

Il lavoro sulle celle a combustibile che utilizzano elettroliti alcalini inizi\u00f2 alla fine degli anni '30. Le celle con elettrodi ad alta pressione nichelati non furono inventate fino al 1939. Durante la seconda guerra mondiale furono sviluppate celle a combustibile per sottomarini britannici, costituite da elementi alcalini di circa 25 centimetri di diametro.<\/p>\n

L'interesse per loro \u00e8 aumentato negli anni '50 e '80, caratterizzati da una carenza di olio combustibile. I paesi di tutto il mondo hanno iniziato ad affrontare l'inquinamento atmosferico e ambientale cercando di sviluppare metodi rispettosi dell'ambiente per generare elettricit\u00e0. La tecnologia delle celle a combustibile \u00e8 attualmente in fase di sviluppo attivo.<\/p>\n

\"Cella<\/a><\/p>\n

Principio di funzionamento<\/h2>\n

Il calore e l'elettricit\u00e0 sono prodotti dalle celle a combustibile attraverso una reazione elettrochimica che utilizza un catodo, un anodo e un elettrolita.<\/p>\n

Il catodo e l'anodo sono separati da un elettrolita conduttore di protoni. Dopo aver fornito ossigeno al catodo e idrogeno all'anodo, viene avviata una reazione chimica che produce calore, corrente e acqua.<\/p>\n

L'idrogeno molecolare si dissocia sul catalizzatore anodico provocando la perdita di elettroni. Gli ioni idrogeno entrano nel catodo attraverso l'elettrolita, mentre gli elettroni passano attraverso la rete elettrica esterna e creano una corrente continua che viene utilizzata per alimentare l'apparecchiatura. La molecola di ossigeno sul catalizzatore catodico si combina con un elettrone e un protone in arrivo, formando infine acqua, che \u00e8 l'unico prodotto della reazione.<\/p>\n

\"Cella<\/a><\/p>\n

Tipi<\/h2>\n

La scelta di un particolare tipo di cella a combustibile dipende dalla sua applicazione. Tutte le celle a combustibile rientrano in due categorie principali: alta temperatura e bassa temperatura. Questi ultimi usano idrogeno puro come combustibile. Tali dispositivi richiedono tipicamente la conversione del combustibile primario in idrogeno puro. Il processo viene eseguito su attrezzature speciali.<\/p>\n

Le celle a combustibile ad alta temperatura non ne hanno bisogno perch\u00e9 convertono il carburante ad alte temperature, eliminando la necessit\u00e0 di un'infrastruttura per l'idrogeno.<\/p>\n

Il principio di funzionamento delle celle a combustibile a idrogeno si basa sulla conversione dell'energia chimica in energia elettrica senza processi di combustione inefficienti e sulla conversione dell'energia termica in energia meccanica.<\/p>\n

\"Cella<\/a><\/p>\n

Concetti generali<\/h2>\n

Le celle a combustibile a idrogeno sono dispositivi elettrochimici che generano elettricit\u00e0 mediante una combustione di carburante “freddo” altamente efficiente. Esistono diversi tipi di tali dispositivi. La tecnologia delle celle a combustibile idrogeno-aria dotate di una membrana a scambio protonico PEMFC \u00e8 considerata la pi\u00f9 promettente.<\/p>\n

Una membrana polimerica con conducibilit\u00e0 protonica \u00e8 progettata per separare due elettrodi: catodo e anodo. Ciascuno di essi \u00e8 rappresentato da una matrice di carbonio su cui \u00e8 depositato il catalizzatore. L'idrogeno molecolare si dissocia sul catalizzatore anodico, donando elettroni. I cationi passano al catodo attraverso la membrana, ma gli elettroni vengono trasferiti al circuit<\/a>o esterno, poich\u00e9 la membrana non \u00e8 progettata per trasportare elettroni.<\/p>\n

Una molecola di ossigeno su un catalizzatore catodico si combina con un elettrone proveniente da un circuito elettrico e un protone in arrivo, formando infine acqua, che \u00e8 l'unico prodotto della reazione.<\/p>\n

Le celle a combustibile a idrogeno vengono utilizzate per produrre assemblaggi membrana-elettrodo, che fungono da principali elementi di generazione del sistema energetico.<\/p>\n

\"Cella<\/a><\/p>\n

Vantaggi delle celle a combustibile a idrogeno<\/h2>\n

Tra questi vanno evidenziati:<\/p>\n