Fotovoltaico da usare con Celle Combustibili ed Idrogeno

Oltre ad utilizzare le batterie per immagazzinare l’energia prodotta dai sistemi fotovoltaici è anche possibile utilizzare l’idrogeno come “mezzo di stoccaggio“. Il vantaggio nel suo uso per accumulare energia è che quando si desidera recuperare quella immagazzinata, l’idrogeno viene fatto reagire con l’ossigeno per formare acqua, ciò provoca una reazione esotermica che non fa
avere sottoprodotti di carbonio.

Se ad esempio l’idrogeno è bruciato in aria per produrre vapore in grado di girare una turbina per generare elettricità, l’acqua è il sottoprodotto, con una quantità relativamente minima di ossidi di azoto. In una cella a combustibile l’idrogeno si combina con l’ossigeno per produrre acqua, elettricità e calore.

Come avremo già letto da qualche parte l’idrogeno può anche essere utilizzato come combustibile per alimentare un veicolo, come un’automobile, un bus. L’idrogeno è un vettore, un qualcosa che trasporta energia, ma che ha bisogno di altra energia per essere prodotto. Se la fonte fosse quella fotovoltaica, avremo energia completamente pulita.

Celle Combustibili ed Idrogeno

Forse il più importante vantaggio nello stoccaggio è la densità di energia dell’idrogeno. Una delle più alte densità di energia nei combustibili convenzionali è quella della benzina, che contiene circa 1.047.000 Btu / ft3. Per avere la stessa quantità di energia gli accumulatori necessitano di circa 120 batterie avendo circa 2.000 Btu / ft3 di capacità di stoccaggio.

La capacità di stoccaggio dell’ idrogeno liquido è vicina ai 240.000 Btu / ft3, mentre quello gassoso è in grado di stoccare circa 47.000 Btu / ft3. Dato che la combustione di benzina e di altri carburanti di origine fossile produce emissioni di CO2, e che quella dell’ idrogeno invece produce acqua, capiamo come potrebbe essere “facile” liberare le nostre città dallo smog.

L’ elettrolisi dell’ acqua è un metodo comune per produrre idrogeno. L’uscita di un impianto fotovoltaico è in corrente continua, ad un livello favorevole per produrre un  elettrolisi efficiente.

La sfida futura è quella di produrre idrogeno in modo efficiente con un sistema in cui la potenza vari significativamente quando una nuvola passa sopra il campo fotovoltaico. Una volta che l’idrogeno è prodotto, può essere utilizzato in loco, oppure può essere trasportato per altri usi. Ad esempio realizzato in luoghi caldi e trasportato nelle regioni con meno sole.

Il recente uso delle celle a combustibile per l’uso in applicazioni automobilistiche ha nuovamente
acceso l’interesse nella produzione dell’ idrogeno. La stessa tecnologia utilizzata nel settore automotive può essere benissimo usata per applicazioni di stoccaggio nel campo fotovoltaico.

idrogeno_pile

Una cella a combustibile funziona in modo simile ad una batteria, dato che produce energia elettrica attraverso un processo elettrochimico. La prima cella a combustibile è stata costruito nel 1839 da Sir William Grove, ma l’ elevato costo delle celle a combustibile, tuttavia, li ha tenuti fuori uso pratico finché la NASA ha deciso di usarle nei voli spaziali per fornire elettricità e acqua.

Le celle a combustibile sono ora prodotte in una vasta gamma di potenza. Quelle più piccole sono dimensionati per alimentare videocamere ei PC portatili. La reazione di una cella a combustibile è esotermica, quindi se applicata abilmente, le celle possono fornire sia calore che energia elettrica ad un edificio.

Catturando il calore, l’efficienza complessiva del sistema viene incrementata, a condizione che il calore sia messo a disposizione con sistemi come il teleriscaldamento.

La cella alcalina (AFC) contiene una soluzione al 30% di KOH come elettrolita. La cella a scambio protonico (o elettrolita polimerico) membrana (PEMFC) incorpora una membrana semipermeabile che passerà ioni idrogeno, causando un protone di scambio.

La cella ad acido fosforico (PAFC) è basata su acido fosforico in soluzione al 103% soluzione. La cella a carbonati fusi (MCFC) è basata su una miscela eutettica fusadi carbonato di litio e carbonato di potassio. La cella a ossidi solidi (SOFC) si basa su un elettrolita stabilizzato di ossido di zirconio.

Le celle combustibili a bassa temperatura sono circa due volte più efficienti rispetto ai convenzionali motori termici nella conversione dell’ energia immagazzinata nell’idrogeno. I motori elettrici potrebbero funzionare ad altissima efficienza,il problema da risolvere è che e rimangono abbastanza costose e richiederà un ulteriore sviluppo per ridurre il loro costo. Le celle a combustibile richiedono anche una fonte di idrogeno, che, come abbiamo sopra menzionato, potrebbe benissimo arrivare da fonti rinnovabili come il fotovoltaico.

Fotovoltaico da usare con Celle Combustibili ed Idrogeno ultima modifica: da admin
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