Istituto Tecnologie Avanzate per l Energia Nicola Giordano Messina

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Flavia Corti
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1 Istituto Tecnologie Avanzate per l Energia Nicola Giordano Messina Direttore Gaetano Cacciola

2 Per una mobilità a zero emissioni Biomasse Biofuel Energia elettrica Elettrolisi Energia elettrica H 2 H 2 luce Fotoelettrolisi Accumulo di idrogeno Fuel cell

3 Elettrolisi dell acqua L elettrolisi dell acqua risale al 1800 quando Nicholson e Carlisle scoprirono la possibilità di scindere l acqua nei suoi costituenti (H e O) tramite energia elettrica. Tecnologia consolidata: Elettrolizzatori alcalini Nuova tecnologia Elettrolizzatori a polimero solido SPE Vantaggi degli elettrolizzatori ad elettrolita solido: Possibilità di lavorare ad elevate densità di corrente Notevole compattezza Elevato grado di purezza Opportunità di ottenere idrogeno ad alta pressione Maggiore sicurezza ed affidabilità per l assenza di elettroliti liquidi corrosivi

Tecnologia consolidata: Elettrolizzatori alcalini Nuova tecnologia Elettrolizzatori a polimero solido SPE Vantaggi degli elettrolizzatori ad

4 Joint Lab. CNR-ITAE - TOZZI Stack ITAE A (HHV) η Efficiency / C A (LHV) Efficienza dello stack Efficiency with respect to LHV (3.96 V) Efficiency with respect to HHV (4.41 V) Current [A]

6 75 C 71 % @ 60 A (LHV) Efficienza dello stack 0.5 0.

5 Per una mobilità a zero emissioni Biomasse Biofuel Energia elettrica Elettrolisi Energia elettrica H 2 H 2 luce Fotoelettrolisi Accumulo di idrogeno Fuel cell

Foto-elettrolisi Produzione di idrogeno utilizzando la tecnologia dei materiali semiconduttori in un processo di separazione dell acqua ad unico step, sfruttando la luce solare.

6 Foto-elettrolisi Produzione di idrogeno utilizzando la tecnologia dei materiali semiconduttori in un processo di separazione dell acqua ad unico step, sfruttando la luce solare. Questo sistema combina in un unico dispositivo una cella fotovoltaica ed un elettrolizzatore. Reference Electrode Gas inlet Counter electrode Fotoelettrodo TiO 2 - Controelettrodo Pt Working electrode Attività Quartz window Ottimizzazione tecniche di deposizione del foto-anodo (TiO 2 ) Caratterizzazione chimico-fisica ed elettrochimica del fotoanodo (TiO 2 puro e drogato)

Reference Electrode Gas inlet Counter electrode Fotoelettrodo TiO 2 - Controelettrodo Pt Working electrode Attività Quartz window

7 Per una mobilità a zero emissioni Biomasse Biofuel Energia elettrica Elettrolisi Energia elettrica H 2 H 2 luce Fotoelettrolisi Accumulo di idrogeno Fuel cell

8 TARGET DEL DOE PER I SISTEMI DI ACCUMULO DI IDROGENO Nel 2009 il DOE ha rivisto i TARGET basati sulla reale esperienza nei veicoli a Fuel cell. Source: Sara Dillich DOE H2 Program & Vehicle Technologies Program Merit Review and Peer Evaluation Meeting - May 19, 2009

cell. Source: Sara Dillich - 2009 DOE H2 Program & Vehicle

9 Accumulo di Idrogeno ITAE CNR Obiettivi Sviluppo di materiali adsorbenti basati su idruri metallici, zeoliti, materiali polimerici; Sviluppo di modelli matematici di simulazione di sistemi di accumulo per applicazioni automobilistiche; Progettazione di sistemi di accumulo per applicazioni automobilistiche. BILANCIA A SOSPENSIONE MAGNETICA GAS INERTE MAGNETE IN PRESA MAGNETE IN SOSPENSIONE GAS

di accumulo per applicazioni automobilistiche; Progettazione di sistemi di accumulo per

10 Per una mobilità a zero emissioni Biomasse Biofuel Energia elettrica Elettrolisi Energia elettrica H 2 H 2 luce Fotoelettrolisi Accumulo di idrogeno Fuel cell

11 Attività Sviluppo di materiali e componenti (catalizzatori, elettrodi, membrane); Progettazione e realizzazione di stack; Obiettivi Incrementare la potenza specifica; Incrementare la temperatura di funzionamento; Incrementare la durata. Ridurre i costi Celle a combustibile PEFC di nuova generazione

la potenza specifica; Incrementare la temperatura di funzionamento;

12 Nuova membrana per per PEFC T=130 C, P=400mW/cm 2 2 (membrana nafion 112: P= P= 270mW/cm 2 2 )) Prototipo generatore idrogeno da da CH CH 4, 4, Propano, GPL P=5kW

13 Stack SOFC realizzato nel 2005, operante a T intermedie (750 C) Potenza = 500 W Mini-Stack per per Portatili Potenza: W Densitàdi di potenza: mw/cm 2 2

Mini-Stack per per Portatili Potenza: 25

14 Generatore idrogeno Versione b (pre-commerciale) da da CH CH 4, 4, Propano, GPL 5 a Nm3/h Alimentatore a FC FC per per lettore DVD Potenza di di picco: W Durata 3h 3h a Pmax

GPL 5 a 10 10 Nm3/h Alimentatore a FC FC per

15 Cella a combustibile Polimerica per sistema cogenerativo, per Elettro Power System Caratteristiche 3 output elettrici: 48V DC, 230V AC, 400V AC P = 7 kw Fino a 2,5 ore di autonomia con una singola bombola di idrogeno a piena potenza. Applicazioni: Soluzione di back up, per alimentare: antenne, stazioni per le telecomunicazioni, data cent, banche, ecc. in generale tutto ciò che necessiti di una soluzione flessibile ed efficiente ai rischi di black-out.

16 Sistema condizionamento aria per Stralis IVECO con macchina ad adsorbimento Prototipo da 2 kw

17 Bicicletta a Pedalata Assistita a Idrogeno Bike Max. Power Output Max. torque Motor Voltage range Hydrogen Storage Hydrogen capacity maximum range Total Weight Technical Characteristic 250 W 15 Nm@66 rpm 24V Regulated DC Solid State 900 Sl@12bar 150 km@pedal assist 26 Kg

18 Bicicletta a Pedalata Assistita a Idrogeno Stack System Max. Power Output Voltage range H2 Consumption Hydrogen pressure Oxygen Supply Air pressure Cell number Technical Characteristic 250 W 13.2 V 20.2 V UDC 3.3 l/min@full load bar from ambient air ambient pressure 22 cells ( 31 cm 2 active area )

Air pressure Cell number Technical Characteristic 250 W 13.2 V 20.2 V UDC 3.

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