Un team di scienziati della Michigan Tech è riuscito a creare una "versione a bassa temperatura" delle SOFC aumentandone la durata e consentendo l'uso di materiali meno costosi
Nuovo tipo di cella a combustibile a ossido solido
(Rinnovabili.it) – Arriva dagli Stati Uniti, è più precisamente dai laboratori di ingegneria e scienze dei materiali della Michigan Technological University, una nuova cella a combustibile flessibile. Il dispositivo elettrochimico, ribattezzato con l’acronimo CSSFC, è una sorta di fuel cell a ossido solido (anche note come SOFC) a cui il team di scienziati ha modificato il design per migliorarne le prestazioni. Ma per capire quale tipo di innovazione la ricerca abbia apportato, è necessario fare qualche passo indietro.
leggi anche Enzimi naturali per produrre idrogeno verde low cost
Cosa sono le SOFC?
Le celle a combustibile a ossidi solidi SOFC rappresentano un’interessante tecnologia di conversione dell’energia, in grado di producono elettricità direttamente dal combustibile. Questi sistemi sono dotati di un’elevata efficienza e possono lavorare con combustibili differenti, adattandosi sia all’idrogeno che al metano. Di contro, tuttavia, richiedono alte temperature operative (circa 800°C) che ne alzano i costi e la complessità produttiva. Ecco perché la ricerca di settore sta da tempo studiando nuovi modi per abbassare la temperatura operativa senza intaccare la resa.
leggi anche Idrogeno verde solare: come rendere competitiva la fotoelettrolisi dell’acqua
La nuova CSSFC
Lo scienziato Yun Hang Hu e due studenti Hanrui Su e Wei Zhang, hanno affrontato queste sfide cambiando il convenzionale approccio al problema. Nel dettaglio il team ha creato internamente alla cella un’interfaccia tra l’elettrolita e il carbonato fuso in grado di comportarsi come un canale ultraveloce per il trasferimento di ioni di ossigeno.
“Questo ci ha permesso di inventare un tipo completamente nuovo di fuel cell, una cella a combustibile solido con sovrastruttura a carbonato (CSSFC)”, ha affermato Hu. “La temperatura operativa di una SOFC convenzionale è solitamente di 800 gradi Celsius o superiore, perché ad una temperatura inferiore il trasferimento di ioni in un elettrolita solido sarebbe molto lento”, ha sottolineato lo scienziato. “Al contrario, l’elettrolita sovrastrutturato del CSSFC può fornire un rapido trasferimento di ioni a 550 gradi Celsius o meno, anche a 470 gradi Celsius”.
La temperatura operativa relativamente bassa offre un’elevata efficienza teorica e minori costi di fabbricazione delle celle. Inoltre, la CSSFC presenta un’elevata densità di potenza di picco di 215 mW/cm2 con combustibile metano secco a 550 °C, che è superiore a tutti i valori riportati di SOFC supportate da elettrolita. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences (testo in inglese).
