Progettare sistemi elettrochimici complessi come fuel cell ed elettrolizzatori comporta notevoli sfide. In aiuto arrivano le tecnologie di simulazione multifisica e il webinar gratuito di COMSOL per conoscerne i vantaggi
In programma il 31 gennaio il nuovo seminario online di COMSOL dedicato alla simulazione delle tecnologie dell’idrogeno
(Rinnovabili.it) – Come abbassare i costi di produzione delle celle a combustibile mantenendo alte le prestazioni? Come estenderne la vita utile prevenendo i diversi fattori di degradazione? E come progettare elettrolizzatori efficienti che in diverse condizioni operative garantiscono sempre i migliori risultati possibili? A queste e altre sfide risponde il nuovo webinar sulle tecnologie di simulazione e modellazione di COMSOL. La società sviluppa soluzioni software di modellazione matematica con cui “comprendere, prevedere, innovare e ottimizzare” progetti e prodotti in tutti i campi dell’ingegneria e della fisica. Comprese, a livello energetico, le tecnologie dell’idrogeno, settore oggi al centro di una rinnovata spinta allo sviluppo.
Tecnologie dell’idrogeno, la parola d’ordine è innovare
Di fronte alla triplice crisi energetica, geopolitica e ambientale, è sempre più evidente che il futuro dell’economia europea dipenda ora più che mai dalla capacità di innovare. Lo ha ben spiegato António Campinos, Presidente dell’Ufficio brevetti Europeo (EPO) nella prefazione al rapporto “Hydrogen patents for a clean energy future”. Il documento, redatto in collaborazione con l’Agenzia Internazionale dell’Energia fornisce un’analisi completa e aggiornata dell’innovazione mondiale nell’idrogeno, a partire dai brevetti registrati per generazione, stoccaggio, distribuzione, trasformazione e utilizzo del vettore. Il quadro che ne emerge è decisamente dinamico ma le attività legate all’H2 rimangono concentrate in un numero ristretto di regioni, limitando lo scambio di idee. E per molti versi frenando lo sviluppo del comparto. Parte dei motivi all’origine di questa inerzia sono da ricercare nella complessità tecnica che caratterizza tutti i segmenti tecnologici dell’idrogeno. In particolar modo progettare sistemi elettrochimici complessi, come celle a combustibile ed elettrolizzatori, significa dover fare i conti con un’ampia lista di tecnologie, design, materiali, condizioni operative e possibili problemi. Uno degli aspetti più interessanti e sfidanti è riuscire a conoscere ciò che avviene al livello microscopico per studiare e prevedere gli effetti a livello macro.
Un chiaro esempio di ciò arriva dalla mobilità a idrogeno. Per poter competere con i veicoli elettrici a batteria quelli a fuel cell devono sciogliere ancora alcuni nodi, a partire dall’alto costo di produzione e da una densità di potenza relativamente bassa. Queste limitazioni tecniche sono in larga misura riconducibili al design microscopico dello strato attivo del catodo, l’elettrodo della cella a combustibile in cui avviene la riduzione dell’ossigeno.
Per migliorare la progettazione di questo componente e aumentare le performance delle fuel cell, ingegneri e sviluppatori devono riuscire a comprendere tutti quei piccoli fenomeni che coinvolgono il catodo.
Tecnologie dell’idrogeno e simulazione multifisica, quali vantaggi
Un aiuto in questo campo arriva dalla simulazione multifisica, strumento d’analisi in grado di simulare e modellare in dettaglio i singoli fenomeni elettrici, meccanici, termici o chimici che si verificano a livello dell’elettrodo, gli effetti della loro interazione e gli impatti a livello macroscopico. Con l’obiettivo di prevedere o convalidare il risultato del mondo reale, individuando eventuali criticità e ottimizzando i progetti prima della fase di prototipazione. In altre parole, l’approccio permette di ottenere prodotti competitivi ed affidabili, riducendo rischi, spese e tempistiche.
Per far conoscere i benefici della simulazione multifisica applicata alle tecnologie, COMSOL organizza un nuovo webinar gratuito. L’appuntamento, in programma per martedì 31 gennaio alle ore 14.30, mostrerà quale aiuto questo strumento possa apportare alla progettazione di celle a combustibile: da quelle con membrana a scambio protonico (PEMFC), a quelle a scambio di idrossido (AFC), dalle fuel cell a carbonato fuso (MCFC) alla tecnologia a ossido solido (SOFC). Il webinar approfondirà anche la modellazione di celle ed elettrolizzatori non standard, mostrando come includere nell’analisi flussi multifase, trasferimento di calore, proprietà termodinamiche e altri fenomeni. E mostrerà come studiare diversi sistemi per il trasporto del vettore. Protagonista dell’evento, COMSOL Multiphysics®, uno dei software di modellazione più avanzati del settore, in grado simulare progetti, dispositivi e processi in ogni ambito tecnologico.
Il seminario si concluderà con una live demo in cui i tecnici COMSOL realizzeranno un modello dal vivo e risponderanno alle domande dei partecipanti.
Per informazioni e per registrarsi: https://www.comsol.it/c/e4kn
In collaborazione con Comsol
