Articolo pubbliredazionale
Come modellare le tecnologie dell’idrogeno
(Rinnovabili.it) – Sfruttare l’idrogeno per decarbonizzare i settori non elettrificabili direttamente tramite rinnovabili, costituisce uno dei diktat della moderna transizione energetica. Ma per impiegare in maniera efficiente ed efficace questo vettore è necessaria a monte un’attenta progettazione dei complessi sistemi elettrochimici di produzione e utilizzo. Percorso non facile che oggi, però, può contare su uno strumento prezioso quale la simulazione multifisica. A spiegarne vantaggi e potenzialità è il nuovo webinar gratuito di COMSOL, azienda leader nello sviluppo software di modellazione matematica. L’evento, in programma per il 20 febbraio 2024 alle ore 14.30, permetterà ai partecipanti di comprendere come sia possibile modellare le tecnologie dell’idrogeno e quali benefici ottenere in termini di affidabilità e competitività.
Fuel cell ed elettrolizzatori, a che punto siamo
Le tecnologie dell’idrogeno a basse emissioni stanno maturando rapidamente, ma sono necessari maggiori sforzi sia dal lato dell’offerta che da quello del consumo. Nel primo caso, alcune tecnologie sono già disponibili in commercio, come gli elettrolizzatori alcalini e quelli a membrana a scambio protonico (PEM). Altre come gli elettrolizzatori a ossido solido (SOEC) o con membrana a scambio anionico (AEM) devono superare gli ultimi ostacoli.
Secondo quanto riporta il Global Hydrogen Review 2023 dell’Agenzia Internazionale dell’Energia(IEA), nell’ultimo periodo l’industria dell’elettrolisi ha annunciato piani di espansione mirati a raggiungere 155 GW/anno di capacità produttiva entro il 2030 a livello mondiale. Tuttavia solo l’8% di questa capacità ha raggiunto la decisione finale di investimento.
Anche sul lato della domanda la maggior parte delle tecnologie deve trovare il modo per sciogliere una serie nodi tecnici ed economici prima di raggiungere il mercato di massa. Le celle a combustibile, ad esempio, rappresentano un’alternativa ideale ai motori a combustione interna e alle caldaie grazie alla loro elevata efficienza e a un funzionamento rispettoso dell’ambiente. Tuttavia costo, durata e affidabilità rappresentano ancora una sfida alla commercializzazione su larga scala.
I vantaggi della simulazione multifisica
Ovviamente i progetti non mancano ma l’imperativo in questo particolare momento storico è puntare sullo sviluppo di prodotti affidabili e competitivi, trovando un modo per ridurre al minimo i tempi e costi. E’ qui che entra in gioco la simulazione multifisica, strumento in grado di modellare e simulare tutti i fenomeni coinvolti (elettrici, meccanici, termici o chimici) e gli effetti della loro interazione.
Ad esempio, nel caso delle celle a combustibile per poter migliorare le prestazioni ingegneri e scienziati devono prima comprendere una serie di fenomeni microscopici, come la cinetica degli elettrodi, la chimica degli elettroliti o l’attività catalitica superficiale dello strato attivo. Nello stesso tempo devono poter immaginare e valutare l’effetto macroscopico derivante dalla somma di questi elementi.
La simulazione multifisica rende tutto ciò possibile. L’approccio non solo facilita l’esplorazione di nuove idee ma permette di prevedere e convalidare il risultato del mondo reale, individuando prima della fase di prototipazione eventuali criticità al fine di ottimizzare ulteriormente i parametri progettuali e operativi.
Simulazione multifisica e idrogeno, il nuovo webinar COMSOL
Per conoscere i vantaggi della simulazione multifisica applicata alle tecnologie dell’idrogeno, basta garantirsi un posto al nuovo webinar gratuito di COMSOL. Attraverso il seminario digitale sarà possibile scoprire come modellare processi quali l’idrolisi e lo steam reforming, ossia la produzione di idrogeno a partire da gas naturale. I tecnici COMSOL mostreranno come simulare celle a combustibile di diverso genere, tra cui le PEM, le SOFC, quelle a scambio di idrossido (AFC) e le fuel cell a carbonati fusi (MCFC). Sarà possibile assistere direttamente alla simulazione di celle ed elettrolizzatori non standard, apprendendo come includere nell’analisi flussi multifase, trasferimento di calore, proprietà termodinamiche e altri elementi essenziali.
Il webinar si concluderà con una dimostrazione live: gli esperti dell’azienda realizzeranno un modello dal vivo e risponderanno alle domande dei partecipanti.
Per ulteriori informazioni e per registrarsi: https://www.comsol.it/c/fhhr