Pilă de combustibil cu etanol direct

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Celulele de combustibil din etanolul direct, cunoscute și sub abrevierea DEFC (de la „ English Direct-ethanol fuel cells), sunt o subcategorie a membranei de schimb de protoni celulari, un tip de celulă de combustibil în care este utilizată ca combustibil direct în etanol , fără a fi nevoie să-l transforme în hidrogen printr-un reformator .

Beneficii

Bateriile DEFC utilizează etanol în celula de combustibil, înlocuind metanolul , care este extrem de toxic prin ingestie și inhalare. Etanolul este o alternativă avantajoasă la metanol, deoarece are un lanț de producție și distribuție deja dezvoltat. Etanolul, relativ puțin toxic, este unul dintre cei mai ușor de gestionat combustibili pentru consumatori, care îl utilizează pe scară largă.

Etanolul este un alcool , lichid la temperatura camerei, bogat în hidrogen cu o densitate energetică mai mare (8,0 kWh / kg) decât metanolul (6,1 kWh / kg). Etanolul poate fi obținut în cantități mari din biomasă (cu EROEI diferit mai mult sau mai puțin convenabil) printr-un proces de fermentare a resurselor regenerabile precum trestia de zahăr , grâul , porumbul sau chiar paiul .

Etanolul generat biologic (sau bioetanolul ) a fost propus de lobby-urile agricole, deoarece cultivarea solurilor pentru a produce biocombustibil ar absorbi, în teorie, o mare parte din dioxidul de carbon emis în atmosferă atât din combustibilul utilizat la producerea și prelucrarea biocombustibililor, cât și din arderea aceluiași biocombustibil (spre deosebire de combustibilii fosili ). În plus, utilizarea etanolului ar rezolva problemele de stocare și transport întâlnite în schimb pentru hidrogen.

Oxidarea combustibilului din celulele de combustie are loc prin utilizarea unui catalizator , care permite realizarea performanțelor necesare în aplicații comerciale. Catalizatorii pe bază de platină sunt printre cei mai eficienți în acest sens.

Probleme

Catalizatorii pe bază de platină sunt foarte scumpi, prin urmare, utilizarea practică a etanolului ca combustibil pentru celulele PEM necesită un nou tip de catalizator. Au fost dezvoltați noi electrocatalizatori nanostructurali (cum ar fi HYPERMEC de la ACTA SpA, de exemplu), care se bazează pe metale neprețioase , de preferință amestecuri de Fe , Co , Ni la anod și Ni, Fe sau Co singur la catod .

Cu etanol, s-au obținut densități mari de putere de până la 140 mW / cm² la 0,5 V (la 25 ° C) cu celule autotranspirante care conțin membrane comerciale de schimb de anioni. Acești catalizatori nu conțin metale prețioase. În practică, particulele mici de metal sunt fixate pe un substrat pentru a obține un catalizator foarte activ. Ca electrolit , se folosește un polimer ; ionii de hidrogen (sau protoni ) trec prin el. Etanolul lichid (C 2 H 5 OH) este oxidat la anod în prezența apei și generează CO 2 , ioni de hidrogen și electroni . Acestea trec prin circuitul extern și ajung la catod, unde, cu oxigenul atmosferic și protonii trecuți de electrolit, formează apă.

Celulele de combustibil pe bază de bioetanol pot îmbunătăți echilibrul energetic roată-roată al acestui biocombustibil datorită eficienței mai bune de conversie a celulei de combustibil în energie cinetică comparativ cu motorul cu ardere internă . Dar, de fapt, avantajele reale ale acestei tehnologii vor fi estimate doar după maturizarea tehnologiilor DEFC și a celulelor directe cu metanol , integrarea acestora și ca module în mașina electrică și, în orice caz, aceste cercetări primesc în prezent mai puține fonduri decât celulele de combustibil alimentate. hidrogen [1] .

Inovații recente

Compania Technofil a produs un prototip DEFC de 1,5 W. Prototipul este format din două pile de combustibil monoplanare care asigură o tensiune de ieșire electrică cuprinsă între 0,9 și 0,5 V în funcție de sarcina electrică .

La 13 mai 2007, o echipă de la Universitatea de Științe Aplicate din Offenburg a prezentat primul vehicul alimentat de un teanc de celule DEFC la Shell's Eco-maraton , oferind o tensiune de 20 până la 45 V (în funcție de sarcina necesară). Mașina, numită „Schluckspecht”, a trecut un test de conducere la Circuitul Nogaro.

Bibliografie

Elemente conexe

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Pila_of_combustibile_a_ethanol_diretto&oldid=121707012 ”