Fuel cell English version

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FUEL CELL La pila a combustibile (fuel cell) è un dispositivo elettrochimico che permette di convertire direttamente l’energia chimica del combustibile in energia elettrica senza l’ impiego di una combustione e u n ciclo termodinamico: permette di ottenere rendimenti di conversione più elevati (sono presenti comunque delle perdite energetiche); durante la reazione all’interno della fuel cell si produce calore. Fuel cell formata da: - due elettrodi porosi: anodo (-) e catodo (+) che catalizzano le semireazioni e ai capi dei quali si instaura una differenza di potenziale; - un elettrolita (liquido o solido) che assicura la conduzione ionica; - un circuito esterno attraverso il quale fluiscono gli elettroni che alimentano il carico elettrico; - dei condotti di alimentazione dell’H2 e dell’O2. Le reazioni chimiche sono impiegate per produrre energia elettrica (batterie e fuel cell); viceversa l’energia elettrica può essere impiegata per produrre trasformazioni chimiche (celle elettrolitiche). Quasi tutte le fuel cell utilizzano H2. Ce ne sono di diversi tipi: AFC, PEMFC, PAFC, MCFC, SOFC… Le semireazioni anodiche e catodiche dipendono dall’elettrolita che ne determina la natura del portatore di carica. Legge di Nernst: Reazione di combustione dell’H2 avviene con una diminuzione del numero di moli, perciò ΔS<0. ΔG aumenta con la temperatura e quindi si riduce il potenziale reversibile. Di solito, l’aumento di T riduce le perdite irreversibili. La composizione delle correnti gassose che fluiscono dall’a nodo al catodo influenzano il rendimento elettrico (legge di Nernst). La T ha un effetto negativo sul rendimento elettrico ideale e positivo sul rendimento di tensione. Un utilizzo spinto dei reagenti penalizza entrambi perché i fenomeni cinetici rallentano (responsabili…