INDAGINE SPERIMENTALE SULLA PRODUZIONE DI IDROGENO MEDIANTE IL CICLO ZnO-Zn

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1 6 Congresso Nzonle ATI Perug -5 Settembre 006 INDAGINE SPERIMENTALE SULLA PRODUZIONE DI IDROGENO MEDIANTE IL CICLO ZnO-Zn Andre Ncoln, Mrko Flppon, Mrghert Gulobello Unverstà degl Stud d Perug Dprtmento d Ingegner Industrle V G. Durnt, Perug Unverstà d Rom L Spenz V Eudossn, Rom SOMMARIO In qu memor, sono rportt rsultt spermentl reltv llo studo dell produzone d drogeno mednte l cclo termochmco ZnO-Zn. Tle cclo prevede l dssoczone d ZnO n znco ed ossgeno, d un tempertur teorc d crc 000 C e l successv rcombnzone dello stesso con cqu ll tempertur d 600 C con formzone d drogeno e rgenerzone dell ossdo d znco. Il lvoro h prevsto lo studo d un sstem d cptzone dell rdzone solre che consent l rggungmento delle temperture d dssoczone dello ZnO e l effettuzone d prove spermentl per l determnzone delle propretà chmcofsche dell ossdo d znco l vrre dell tempertur. Le prove sono stte effettute con l uslo d un contentore ppostmente progettto e relzzto con mterl comptbl con l mpego d elevte temperture. I rsultt delle prove hnno consentto d ndvdure le condzon opertve per le qul s verfc l processo d dssoczone, nonché d verfcre l comptbltà chmc de mterl dell nvolucro con l ossdo d znco ed prodott dell trsformzone d dssoczone dello stesso. INTRODUZIONE L drogeno può essere prodotto n molt mod dvers e mednte l mpego d font d energ dfferent: font d energ fossl, rnnovbl e nucler. Mentre lcune tecnologe sono gà ffermte, per ltre qul d esempo l gssfczone d drocrbur pesnt o bomss, l produzone bologc con mcrolghe e btter n condzon controllte o l wter splttng trmte ccl termochmc, occorrono ncor notevol sforz d rcerc e svluppo, soprttutto cus de rsvolt tecnologc che tl fenomen determnno. Tr process n fse d studo, ccl termochmc bst sull rduzone degl ossd metllc sono quell che presentno le prospettve pù nteressnt poché consentono l produzone drett d drogeno esclusvmente mednte l mpego d clore d lt tempertur. Il cclo chmco d dssoczone nlzzto nel presente lvoro è quello dell ossdo d znco, ndvduto qule cclo pù convenente sull bse d fttor s termodnmc che cnetc []. L ostcolo prncple ll relzzzone del cclo è rppresentto dll tempertur d dssoczone d ZnO n znco ed ossgeno che deve essere teorcmente pr 000 C. Tle vlore può essere rggunto mednte concentrtor solr relzzt con mterl comptbl con le lte temperture d eserczo e con elevtssm fttor d concentrzone. Il presente lvoro h prevsto pertnto l ndvduzone dell confgurzone d concentrtore-rettore solre pù dtt per l rggungmento delle temperture d dssoczone dell ossdo d znco e l relzzzone d un sere d prove spermentl fnlzzte ll ndvduzone del vlore dell tempertur d dssoczone l vrre delle condzon opertve ll nterno del concentrtore-rettore solre nonché ll verfc dell comptbltà chmc dell ossdo d znco con mterl costtuent l rettore stesso. DECOMPOSIZIONE TERMOCHIMICA MEDIANTE L IMPIEGO DI CALORE SOLARE Ne ccl termochmc bst sull rduzone degl ossd metllc l numero delle rezon chmche dmnusce con l umentre dell tempertur mssm rch dl cclo stesso. Generlmente, consderndo vlor d tempertur ottenbl con clore d orgne solre, le rezon chmche necessre per chudere l cclo sono lmeno pr tre. Tle numero s rduce due se l tempertur mssm sle C; temperture ncor comptbl con l uso d un forno solre. Oltre rdurre l numero delle rezon, un tempertur pù elevt mglor noltre l rendmento dell trsformzone del clore n drogeno. Cclo dello znco Il vntggo offerto d quo cclo è l ssenz d consumo d sostnze chmche e l presenz d un semplce crcolzone e seprzone de regent. Tr tutt ccl termochmc bst sull rduzone degl ossd metllc, l cclo dello znco è quello che present l rendmento termochmco pù elevto nonché quello concettulmente pù semplce poché prevede esclusvmente l mpego d znco ed ossdo d znco (Eq. () ed Eq. ()). ZnO Zn + O 000 C () Zn + H O ZnO + < 600 C () H In tle processo l rezone chmc d dssoczone vvene teorcmente 000 C; l elevt tempertur rch per relzzre l rezone d scssone rchede qund

2 concentrtor solr remmente effcc []. I vntgg offert dll dozone del cclo suddetto gustfcno tuttv lo svluppo d sstem d cptzone e concentrzone dell energ solre d elevt effcenz. CARATTERIZZAZIONE DELL OSSIDO DI ZINCO E DEL MATERIALE COSTITUENTE IL REATTORE Lo znco è l qurto metllo pù comune nell uso tecnologco dopo ferro, llumno e rme; le sue propretà chmco-fsche sono dunque ben note gà d dvers nn. Stess cos non può essere ffermt per l ossdo d znco, l composto d znco pù noto e pù comunemente usto. Quo nftt trov pplczone prevlentemente nell ndustr dell gomm e delle vernc dove costtusce un ottm bse per pgment bnch. Le nformzon dsponbl n lettertur per pplczon che prevedono l mpego d ZnO d lte temperture ed n prtcolre l vlore dell tempertur d fusone e d vporzzzone/sublmzone n funzone dell pressone sono lmtte e tlvolt dscordnt tr loro [3]. Al fne d verfcre dt teorc ncert dsponbl n lettertur reltvmente lle temperture suddette e d ndvdure dt necessr per l progettzone d un dspostvo d cptzone con concentrzone è stt condott un cmpgn d prove spermentl su cmpon d ZnO soldo n polvere. Al fne d relzzre cmpon d ossdo con crtterstche geometrche sml e d fcle movmentzone, l polvere d ZnO è stt presst ll nterno d stmp clndrc per ottenere pstcche d mm d dmetro e dl peso d crc 0.08 g cscun. Le prove l vrre dell tempertur sono stte effettute ll nterno d un forno KCE con pret n grfte n grdo d rggungere l tempertur mssm d 000 C. Per l ntroduzone de cmpon d ossdo d znco ll nterno del forno è stto relzzto un contentore d form clndrc costtuto d due nvolucr conglobt l uno nell ltro: l nvolucro erno n grfte, l nvolucro nterno n crburo d slco. Lo scopo del contentore è duplce: - mpedre che l ossdo d znco seguto dell vporzzzone d lt tempertur poss dsperders sul volume del forno e condensre sulle sue pret nterne; - verfcre l comptbltà chmc d lt tempertur tr ZnO e crburo d slco (mterle proposto per l relzzzone del rettore clndrco d lt tempertur). L sglltur dell nvolucro erno n grfte è stt ottenut con un coll grntc. Tutte le prove sono stte effettute mntenendo l pressone ll nterno del forno l vlore costnte d br. Involucro n grfte Il contentore erno n grfte (ved Fg. ) è ndspensble per l corretto svolgmento dell prov n qunto mpedsce l nqunmento del forno seguto dll eventule sublmzone dell ossdo d znco. L progettzone del contentore è stt effettut ponendo prtcolre ttenzone due spett fondmentl: - lo spessore delle pret: essendo l grfte un mterle poroso lo spessore delle pret deve essere tle d lmtre l usct de compost voltl l suo nterno. - l sstem d chusur dell sctol, tle d grntre l ermetctà del volume nterno. Fg. : Involucro erno n grfte. Involucro n crburo d slco (SC) L nvolucro n SC è relzzto con un flm d crburo d slco, dello spessore d 0.3 mm. Il contentore nsce dll ssemblggo d due element l cu form e dmenson sono rportte n Fg.. Fg. : Dmenson dell nvolucro nterno n SC. Il collnte mpegto per l ssemblggo delle due prt è lcool etlco. Quo è stto selezonto sull bse d prove prelmnr d desone su coppe d cmpon d SC. Gl ltr collnt tt sono l butnolo ed l tetrcloruro d etlene (treln). Le prove sono stte effettute bgnndo le superfce d conttto d cscun copp d cmpon con uno solo de collnt ndvdut e sovrpponendo due strt fcendo ttenzone d evtre l formzone d bolle d r tr d ess. I rsultt hnno mostrto che l collnte con l mggor grdo d desone è l lcool etlco. L lcool etlco present noltre l vntggo rspetto l butnolo d non espnders eccessvmente, rschndo d dnneggre l sctol n SC. L ssemblggo delle due prt dell nvolucro è stto effettuto con l uslo d uno stmpo n grfte rcvto per frestur dl peno (ved Fg. 3). L formtur dell nvolucro è stt effettut poszonndo due component ll nterno dell cvtà n modo d frl derre perfettmente ll prete dell stess: dpprm è stto nserto l nstro n SC, le remtà dell strsc sono stte sovrpposte per un breve trtto ed ncollte con lcool etlco. Ad ncollggo vvenuto è stto qund nserto nell cvtà nche l secondo componente. Il poszonmento è stto

3 ttuto prndo ttenzone che l prte centrle rcoprsse completmente l fondo dell cvtà stess. Il fssggo de due element è stto relzzto mednte l deposzone d collnte n corrspondenz dell superfce d conttto tr l strsc permetrle e le l lterl del secondo componente. L nvolucro n SC ll nterno dell cvtà n grfte è mostrto n Fg. 3b. ) b) Fg. 3: ) stmpo n grfte mpegto per l ssemblggo dell nvolucro n SC; b) nvolucro n SC ll nterno dello stmpo n grfte. Decertur e snterzzzone dell nvolucro n SC Al momento dell relzzzone del flm n crburo d slco, nell mpsto d prtenz sono present compost orgnc d vr ntur che rendono pù gevole s l lvorzone che l deposzone dell mscel n form d pellcol sottle. L decertur è l processo che permette d elmnre qu compost rendendo l mterle pù duro m nche pù frgle e meno lvorble. Nel cso n esme è stt svolt un decertur n forno ll tempertur d 700 C per ore. A decertur complett l nvolucro n SC è stto qund sottoposto d un cclo d snterzzzone l fne d rmuovere l porostà tr le prtcelle dell polvere d prtenz e d crere collegment (coll) tr d esse. In Fg. è rportto l nvolucro n crburo d slco, così come rsult dopo l operzone d snterzzzone. Fg. : Contentore n SC dopo l processo d snterzzzone. Sglltur dell nvolucro n grfte Per l fssggo del copercho l corpo dell nvolucro n grfte è stto mpegto un collnte comptble con l mterle costtuente l nvolucro stesso e con crtterstche tl d grntre l tenut del volume nterno. Il collnte ndvduto è costtuto d un mscel d grfte con un solvente lqudo che deve essere ftto evporre trmte trttmento termco. PROVE IN FORNO Al fne d ndvdure l vlore dell tempertur d vporzzzone/sublmzone dell ossdo d znco sono stte effettute cnque dverse prove ll nterno del forno fcendo vrre s l ntervllo d temperture ndgto che l tpolog dell nvolucro per l contenmento dell ossdo. Tutte le prove sono stte esegute mntenendo l pressone ll nterno del forno pr tm. Scopo dell prm prov è quello d verfcre l comportmento del mterle ndvduto per l relzzzone del rettore per temperture prossme l vlore teorco d funzonmento (000 C) e l effettv dssoczone dell ossdo per tle tempertur. Qu è stt effettut poszonndo l cmpone d ZnO ll nterno del contentore clndrco costtuto dl doppo nvolucro crburo d slco-grfte. L ntervllo d tempertur ndgto è compreso tr l tempertur mbente e 800 C. L esme vsvo del contentore n SC dopo l rffreddmento e l rzone dll nvolucro sgllto n grfte dl forno h mostrto l scomprs dell ossdo d znco ntrodotto. L esme mcroscopco delle pret dell nvolucro nterno h confermto l ssenz s d ZnO che d znco su tl superfc. Tle rsultto h evdenzto che l tempertur d 800 C è dunque suffcente per l complet vporzzzone/sublmzone dello ZnO. L ssenz d mpront sul fondo dell nvolucro n SC, prov d un eventule lquefzone, f noltre presumere che non c s stto l pssggo soldo-lqudo-vpore m un sublmzone drett. L ntegrtà fne prov dell nvolucro n crburo d slco, confermt nche dll esme mcroscopco, h noltre verfcto l donetà del mterle proposto per l relzzzone del rettore. Nell second prov l vlore mssmo dell tempertur è stto rdotto 700 C l fne d verfcre l ttuzone dell rezone d dssoczone dell ossdo per tle tempertur. Il cmpone d ZnO è stto collocto ll nterno del doppo contentore n crburo d slco-grfte. L esme dell nvolucro n SC dopo l rffreddmento e l rzone dl contentore n grfte h mostrto nche per tle tempertur l scomprs dell ossdo ntrodotto. Come nel cso precedente non è stt rscontrt lcun mpront sul fondo dell nvolucro tmonnz d un pssggo dretto dll fse sold quell d vpore. Nell terz prov l vlore mssmo dell tempertur è stto ulterormente rdotto 600 C. L esme del contentore n SC h mostrto come nelle prove precedent l scomprs dell ossdo d znco ntrodotto. L qurt prov è stt effettut rscldndo l cmpone d ossdo d znco fno 600 C. Per l ntroduzone n forno è stto mpegto un nvolucro dfferente d quello dottto nelle prove precedent l fne d escludere l possbltà che l scomprs d ZnO s dovut ll nterzone tr quo ed l crburo d slco d lt tempertur. Il nuovo contentore è stto relzzto n llumn snterzzt. Come per le prove precedent è stt rscontrt l scomprs d tutto l ossdo d znco ntrodotto. Tle rsultto conferm che l dssoczone 600 C è mputble esclusvmente ll tempertur. L qunt prov è stt effettut crcndo l cmpone d ossdo d znco ll nterno d un dltometro n ntruro d boro e poszonndo l sstem dltometro-ossdo ll nterno del forno. L ntervllo d temperture ndgto v dll tempertur mbente fno 600 C. L msur dell vrzone d volume del cmpone n funzone dell tempertur ndc che tutto l ossdo d znco cmb d stto tr 50 e 00 C. Tle rsultto evdenz dunque che l

4 trsformzone d dssoczone d ZnO pressone tmosferc vvene gà d temperture d 50 C, ndpendentemente dll tpolog d nvolucro mpegto. IPOTESI DI CONCENTRATORE-REATTORE SOLARE L soluzone tecnologc propost per l ottenmento dell energ termc necessr ll dssoczone dell ossdo d znco è un dspostvo d cptzone concentrzone. In prtcolre, nel presente studo sono nlzzte due dverse confgurzon d concentrtore solre: l prm prevede l mpego per l rettore d lt tempertur d un tubzone rettlne n crburo d slco poszont sull sse focle dell superfce del concentrtore; l second prevede l dozone d due tubzon cossl collocte sull sse focle, un tubzone rettlne ern n mterle trsprente ll rdzone solre ed un tubzone rettlne ntern n crburo d slco. In entrmbe le confgurzon nlzzte l ossdo d znco è collocto ll nterno dell tubzon n crburo d slco. I collettor prbolco clndrc sono costtut d un superfce clndrc ppoggt sopr un drettrce prbolc; l vntggo prncple offerto d tl concentrtor derv dl ftto che, mentre ne sstem d cptzone pn l superfce cptnte e quell dsperdente concdono, ne collettor concentrzone l superfce cptnte e quell dsperdente stnno nel rpporto d D/π d (dove D è l cord dell prbol e d = r è l dmetro erno dell tubzone ssorbente). In Fg. 5 è rportto lo schem d funzonmento del rettore proposto. In entrmbe le confgurzon l tubzone rettlne ntercett l rdzone rfless dll superfce prbolc e trsmette ll ossdo d znco che scorre l suo nterno un flusso d clore pù elevto rspetto quello de pnnell pn. bss tempertur dove vvene l rgenerzone dell ossdo d znco e l formzone d drogeno secondo l rezone (). Cso : tubzone rettlne prv d rvmento erno L sezone del rettore d lt tempertur è rportt n Fg. 6. Tnt r r T Prete n SC Fg. 6. Cso. Schem del rettore d lt tempertur. Lo studo teorco delle przon del rettore è stto effettuto consderndo tutt gl pport d clore e le perdte che s hnno per rrggmento, conduzone e convezone. Se è l potenz complessv ncdente sull tubzone, l porzone ssorbt dll superfce ern del condotto è dt dll espressone: = (3) dove è l coeffcente d ssorbmento nel vsble del mterle con cu è relzzto l condotto. Il vlore d è dto d: = f () I c Lqudo refrgernte Scmbtore d clore O dove I è l rdzone solre ncdente sull superfce d cptzone, f c è l fttore d concentrzone dell superfce d cptzone. Solo un prte d vene trsfert l fludo ( t ), l porzone rnte vene dspers per dduzone nell mbente erno ( p ). S h, dunque: ZnO ZnO + H Rettore d lt T Zn + O Rettore bss T HO Lqudo refrgernte Fg. 5: Schem d funzonmento del rettore solre. Il prncpo d funzonmento del concentrtore rettore proposto è l seguente: l ossdo d znco n fse sold entr nel rettore d lt tempertur dove s rscld scndendos secondo l rezone () n ossgeno e znco gssoso. L mscel gssos vene qund ftt pssre ll nterno d uno scmbtore d clore dove vvene l seprzone per soldfczone tr znco ed ossgeno. Lo znco n fse sold vene nfne ntrodotto, nseme l vpor cqueo, nel rettore = + (5) t p L potenz pers p è costtut d due termn: l prmo crtterzz l quntttvo d potenz termc dsspt per rrggmento mentre l secondo ndvdu l clore perso cus dello scmbo convettvo tr l superfce ern dell tubzone e l tmosfer. p e e ( T T ) = σ 0 π r LT + h π r L (6) L potenz trsmess è clcolt prendendo n consderzone l conduzone d clore ttrverso l prete del condotto e lo scmbo convettvo tr l superfce ntern del tubo e l ossdo d znco n esso contenuto: ( T T ) L t = f (7) re + ln π r h π λ r nt dove con T f è ndcto l vlore medo dell tempertur

5 dello ZnO ll nterno dell tubzone. L potenz termc necessr per nnlzre l tempertur dell ossdo d znco ed operre l rezone d scssone () è dt d: l ntercpedne mentre l secondo termne è l potenz termc cedut ll ossdo d znco (ved Fg. 8). r ( T T ) m γ = ΔH m + (8) fu f dove l prmo termne secondo membro rppresent l energ necessr per l scssone dell molecol d ZnO mentre l secondo termne rppresent l energ necessr per nnlzre l tempertur dell ossdo dl vlore n ngresso ll tubzone fno ll tempertur d dssoczone. Supponendo not l tempertur d ngresso dell ossdo ed mponendo T fu, dll uguglnz delle espresson (7) e (8) s rcv l vlore dell tempertur sull superfce ern dell tubzone. Sosttuendo l vlore così ottenuto d T ll nterno dell espressone (6) s ottene l potenz pers dll tubzone verso l erno. Note t e p s può nfne rcvre l vlore l vlore mnmo dell potenz ncdente rcho per relzzre l rezone d scssone dell ossdo d znco e d conseguenz l fttore d concentrzone f c dell superfce cptnte. Clcolo del fttore d concentrzone. Supponendo d mpegre un rettore clndrco d lunghezz pr m con dmetr nterno ed erno pr rspettvmente 0.0 m e 0.0 m ed mponendo per l tempertur d ngresso e d usct dell ossdo d znco vlor rspettvmente d 600 e 300 C, l potenz termc necessr per operre l scssone complet d 0.3 g/s d ZnO (corrspondent d un portt d drogeno prodotto tle d poter generre k) rsult ugule 3.6 k. Per ottenere tle vlore dell potenz ncdente sull superfce ern del rettore, è necessro un fttore d concentrzone del sstem d cptzone d 967. Cso : tubzone rettlne con rvmento trsprente erno L dozone d un tubzone trsprente ll rdzone solre ern l condotto contenente l ossdo d znco present, rspetto ll confgurzone precedentemente nlzzt, notevol vntgg: rdurre l tempertur dell superfce conttto con l mbente erno e d conseguenz nche le perdte per dduzone, schermre l energ rdnte remess verso l erno dl rettore, nnullre le perdte d clore per convezone sull superfce ern del rettore n vrtù dell ssenz d r ll nterno dell ntercpedne. Il mterle con cu è relzzto l condotto erno deve presentre noltre un elevt trsmttnz n corrspondenz dell lunghezz d ond d emssone dell rdzone solre (λ = 550 nm). L nuov confgurzone del rettore d lt tempertur è mostrt n Fg. 7. L rdzone solre, rfless dl concentrtore, ncde sull tubzone n mterle trsprente venendo n prte rfless dll superfce ern, n prte ssorbt dl mterle ed n prte trsmess verso l rettore. Ipotzzndo trscurble l porzone d energ rfless ed ndcndo con l potenz complessvmente ncdente sull tubzone, l blnco termco sul rettore è dto d: t + = p t (9) dove l termne prmo membro rppresent l porzone d potenz ncdente trsmess dll tubzone ern ed ssorbt dll prete del rettore, l prmo termne secondo membro è l potenz pers dll tubzone ntern verso Prete n SC r Tf r T r r3 Prete trsprente Fg. 7. Cso. Schem del rettore d lt tempertur. Tf p ZnO SC t T T Fg. 8: Cso. Blnco termco sull sezone del rettore d lt tempertur. t può essere esplctto come: t ( T T ) H π r L = (0) f e Per quntfcre l potenz termc pers dl rettore, l sstem tubzone opc ntern ntercpedne tubzone trsprente ern può essere schemtzzto come un corpo nterno d un cvtà. Applcndo l metodo dell rdostà s ottene l seguente sstem d due equzon n due ncognte: AG A G = A σ = A σ T 0 0 T + r + r A [ A F G + A F G ] F G () dove con l pedce sono ndvdute le crtterstche dell tubzone ntern, con l pedce quelle dell tubzone ern. Se s consder che l rettore non vede se stesso (corpo convesso), s h: F = F () 0 = Per l propretà del fttore d form rsult []: A F = (3) A F A = F = () A Sosttuendo le espresson (), (3) e () ll nterno dell

6 () s ottene AG G = σ 0T 0 + r = A σ T + r G [( A A )G + A G ] (5) Il flusso netto scmbto dl rettore verso l ntercpedne rsult: p = A G (6) F AG F rsolvendo l sstem (5) rspetto lle ncognte G e G e sosttuendo vlor ottenut nell (6) s ottene T T p = Aσ o (7) A + A dove T è l tempertur dell superfce ntern dell tubzone d rvmento. Ipotzzndo uno spessore rdotto dell tubzone n mterle trsprente, le temperture delle superfc nterne ed erne possono essere consderte con buon pprossmzone ugul tr d loro. Indcndo entrmbe con T, tle vlore s può rcvre dl seguente blnco termco: p = σ 0 A T + (8) Il vlore dell tempertur sull superfce ern del rettore può essere ottenuto come nel cso precedente, mponendo l uguglnz tr l potenz trsmess ttrverso l prete dell tubzone stess (Eq. (0)) e l potenz termc necessr per nnlzre l tempertur dell ossdo d znco ed operre l rezone d scssone (). Sosttuendo vlor d T e d T ll nterno dell espressone (7) s rcv l vlore dell potenz pers sull superfce del rettore. Note t e p, s può nfne determnre dll (9) l vlore dell potenz solre ncdente necessr per relzzre l rezone d scssone dell ossdo d znco ed l corrspondente vlore del fttore d concentrzone f c. Clcolo del fttore d concentrzone. Supponendo d mpegre un rettore con dmenson geometrche del tubo nterno nloghe quelle potzzte per l cso precedente, crcondto d un nvolucro trsprente con dmetro nterno d 0.06 m e d spessore pr 0.00 m, ed mponendo per l tempertur d ngresso e d usct dell ossdo d znco vlor rspettvmente d 600 e 300 C, l potenz termc necessr per operre l scssone complet d 0,3 g/s d ZnO (corrspondent d un portt d drogeno prodotto tle d poter generre k) rsult ugule 5.5 k. Per ottenere tle vlore dell potenz ncdente sull superfce ern del rettore, è necessro un fttore d concentrzone del sstem d cptzone pr 60. L dozone dell tubzone trsprente ntorno l corpo del rettore rduce sensblmente l vlore dell potenz termc dspers verso l mbente erno e d conseguenz nche l vlore dell potenz termc ncdente necessr per nnlzre l tempertur dell ossdo d znco fno l vlore d dssoczone. CONCLUSIONI Nel presente lvoro è stto proposto un dspostvo nnovtvo per l produzone d drogeno mednte ccl termochmc bst sull rduzone dell ossdo d znco. Il dspostvo s compone d tre element prncpl: un pnnello per l cptzone e l concentrzone dell rdzone solre, l rettore tubolre d lt tempertur ll nterno del qule vvene l dssoczone d ZnO ed l rettore bss tempertur ll nterno del qule lo znco regsce con vpore cqueo con formzone d drogeno e rgenerzone dell ossdo d znco. Un cmpgn d msure su cmpon d ZnO n fse sold è stt effettut l fne d verfcre dt teorc reltv ll tempertur d dssoczone dell ossdo d znco e d comprendere l fttbltà tecnologc del dspostvo proposto. I dt ottenut sono stt nfne mpegt per lo studo teorco delle przon del rettore tubolre d lt tempertur. In prtcolre due dfferent confgurzon sono stte nlzzte: l prm n cu l rettore è costtuto d un unc tubzone rettlne n crburo d slco, l second nell qule l rettore è costtuto d due tubzon cossl, un pù ntern n SC contenente ZnO ed un pù ern n mterle trsprente ll rdzone solre. I rsultt dello studo mostrno che l soluzone con dopp tubzone cossle è quell che mnmzz le dsperson termche e rchede l vlore pù bsso del fttore d concentrzone dell superfce cptnte. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI []. A. Meer, J. Gnz, A. Stenfeld, Modelng of Novel Hgh-Temperture Solr Chemcl Rector. Chemcl Engneerng Scence, vol. 5, n., pp , 996. []. A. Stenfeld, Solr hydrogen producton v -step wter-splttng thermochemcl cycle bsed on Zn/ZnO redox rectons, Interntonl Journl of Hydrogen Energy, vol. 7, pp. 6-69, 00. [3]. R. Plumbo, J. Lede, O. Boutn, E. Elorz Rcrt, A. Stenfeld, S. Möller, A. edenkff, E. A. Fletcher, J. Belck, The Producton of Zn from ZnO n Sngle Step Hgh Temperture Solr Decomposton Process, Chemcl Engneerng Scence, vol. 53, pp , 998. []. M. N. Ozsk, Het Trnsfer: bsc pproch, McGrw-Hll Book, New York, 985. SUMMARY Ths pper dels wth n expermentl nvgton on hydrogen producton by ZnO-Zn thermo-chemcl cycle. ZnO-Zn thermo-chemcl cycle s mde up of two rectons: ZnO dssoctes t 000 C theoretcl temperture; Zn combnes wth H O t 600 C temperture wth ZnO regenerton nd hydrogen producton. An expermentl study ws conducted to ndvdute the dependence of ZnO physcl-chemcl propertes on temperture. Ts were crred out n box desgned nd relzed wth hgh temperture mterls. Expermentl results llowed to ndvdute the ZnO dssocton temperture nd verfy chemcl comptblty of box mterls wth ZnO nd the dssocton products. At lst, solr concentrtor-rector ws proposed whch s ble to crry out the ZnO-Zn cycle.