Celle a combustibile e GNL

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Luca Corona
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Primo workshop tematico in preparazione della Terza Conferenza

micro liquefazione applicate a metano e biometano 16 luglio 2014

GNL GNL a chilometro zero Celle a combustibile e GNL Valentino

1 Primo workshop tematico in preparazione della Terza Conferenza GNL GNL a chilometro zero Tecnologie della criogenia, mini e micro liquefazione applicate a metano e biometano 16 luglio 2014 Facoltà di Ingegneria Università Politecnica delle Marche Ancona Primo workshop tematico in preparazione della Terza Conferenza GNL GNL a chilometro zero Celle a combustibile e GNL Valentino Romeri Esperto

2 2 Mario Valentino Romeri 2008

3 Perché le celle a combustibile? Le celle a combustibile (fuel cell) sono sistemi elettrochimici che convertono l energia chimica di un combustibile direttamente in energia elettrica, senza che avvenga alcun processo di combustione termica, ottenendo quindi rendimenti di conversione più elevati rispetto a quelli tipici delle macchine termiche. Una cella a combustibile funziona in modo analogo a una batteria, producendo energia elettrica attraverso un processo elettrochimico ma, a differenza della pila, consuma sostanze provenienti dall esterno e può funzionare senza interruzioni, finché al sistema è fornito il combustibile e l ossidante (ossigeno/aria). Perché le Celle a combustibile? Perché presentano caratteristiche molto interessanti nei confronti dello sviluppo sostenibile: migliorano l efficienza dei sistemi di produzione elettrica e di trasporto e contribuiscono al risparmio energetico, consentono una importante diversificazione delle fonte energetiche, Permettono il contenimento delle emissioni inquinanti in atmosfera. 3

Diversi tipi di celle a combustibile Le celle a si caratterizzano prevalentemente in base all elettrolita che utilizzano: Celle alcaline (AFC, Alkaline Fuel Cell), elettrolita idrossido di potassio

4 Diversi tipi di celle a combustibile Le celle a si caratterizzano prevalentemente in base all elettrolita che utilizzano: Celle alcaline (AFC, Alkaline Fuel Cell), elettrolita idrossido di potassio Celle a elettrolita polimerico (PEFC, Polymer Electrolyte Fuel Cell), elettrolita membrana polimerica Celle a metanolo diretto (DMFC, Direct Methanol Fuel Cell), elettrolita membrana polimerica Celle ad acido fosforico (PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell) elettrolita acido fosforico Celle a carbonati fusi (MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell), elettrolita soluzione di carbonati alcalini Celle a ossidi solidi (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell), elettrolita materiale ceramico (ossido di zirconio) Fonte: 4

5 Gas naturale, GNL e celle a combustibile Il gas naturale è il combustibile che direttamente o indirettamente alimenta le tre principali tipologie di celle a combustibile: le MCFC e le SOFC, sono alimentate direttamente con gas naturale; le PEFC, sono alimentate ad idrogeno, generalmente prodotto mediante lo steam reforming del metano. Il GNL solo di recente è stato utilizzato direttamente nelle celle a combustibile; in Corea del Sud. Tre esempi concreti, utili per utili per una riflessione strategica: Corea del Sud, la ricerca di base; USA, dal prototipo al mercato; Corea del Sud, l applicazione specifica. 5

6 Corea del Sud, la ricerca di base: Produzione di idrogeno da steam reforming di GNL Fonte: 6

7 USA, dal prototipo al mercato: La Tri-generazione Fonti: 7

Corea del Sud, le applicazioni specifiche: MCFC alimentate a GNL (1/2) 2008: Low-Carbon, Green Growth strategy. 2009:National Strategy for Green Growth with a Fiveyear Plan for Green Growth.

8 Corea del Sud, le applicazioni specifiche: MCFC alimentate a GNL (1/2) 2008: Low-Carbon, Green Growth strategy. 2009:National Strategy for Green Growth with a Fiveyear Plan for Green Growth. Settembre 2013 Posco Energy ordine per fornitura di una MCFC di 300 kw da Korea Gas Corporation (KOGAS). MCFC è alimentata dal boil-off gas (BOG) prodotto nel terminale GNL di Samcheok.S Fonti: 8

9 Corea del Sud, le applicazioni specifiche: MCFC alimentate a GNL (2/2) Fonte: 9

10 Un accenno all Europa Fonti:

11 Grazie per l attenzione! Contatto: valentino.romeri@alice.it 11

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