| | | Resa +50% con nuovo materiale per fuel cell | |  I ricercatori del dipartimento di ingegneria chimica del Massachusetts Institute of Technology (MIT), coordinati dalla professoressa Paula T. Hammond, hanno messo a punto una tecnologia grazie alla quale il rendimento delle celle a combustibile verrebbe incrementato del 50%. Un risultato decisamente interessante che cambia le prospettive soprattutto nel mercato dei piccoli sistemi ad accumulo per dispositivi portatili.
Per comprendere gli aspetti innovativi introdotti dal team di studiosi è necessario prima soffermarsi sulle caratteristiche della tecnologia in questione. Analogamente alla struttura delle tradizionali batterie, le celle a combustibile constano principalmente di tre parti: due elettrodi (l’anodo e il catodo) separati da un elettrolita. Le reazioni chimiche che avvengono sugli elettrodi producono una corrente elettronica che può essere immessa in apparecchi collegati alle fuel cell. Nel caso delle batterie l’energia deriva da un sistema chiuso, mentre nelle celle a combustibile la sorgente di energia proviene da una fonte esterna di idrogeno.
Lo studio condotto al MIT riguarda le Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) o celle a metanolo in cui l’anodo catalizzatore estrae l’idrogeno direttamente dal metanolo, senza la necessità di un reformer di combustibile. Tale tipo di sistema presenta diversi vantaggi: come unici scarti si ottengono acqua e anidride carbonica (quest’ultima in piccole quantità); lo stato liquido del metanolo lo rende più facilmente accumulabile e trasportabile e più sicuro rispetto all’idrogeno; data l’elevata densità energetica e le piccole dimensioni le DMFC si prestano particolarmente a essere utilizzate come batterie per strumenti portatili.
Per contro le DMFC attualmente sul mercato hanno dei limiti. Oltre ad essere costoso, il materiale utilizzato per l’elettrolita che separa i due elettrodi, la membrana Nafion, è permeabile al metanolo. Ciò significa che una quantità di alcol passa attraverso la membrana venendo di fatto sottratto alla reazione e, di conseguenza abbassando il rendimento complessivo.
È a questo livello che si inserisce la novità del gruppo di lavoro di Hammond. Utilizzando una tecnica relativamente nuova di assemblaggio strato su strato i ricercatori del MIT hanno trovato un sistema per ovviare a questa perdita: hanno messo a punto un film nanometrico la cui permeabilità al metanolo è inferiore di due ordini di grandezza rispetto al Nafion, pur mantenendo una conduttività comparabile alla membrana di scambio protonico.
Per testare la nuova tecnologia gli ingegneri hanno rivestito il Nafion delle DMFC con il nuovo film ottenendo un rendimento maggiore del 50%!
Il passo successivo riguarda l’utilizzo del nuovo film a completa sostituzione del Nafion. Non solo: il team di ricerca sta vagliando la possibilità di impiegarlo vantaggiosamente anche nel settore fotovoltaico.
Fonte: MIT
| | La Redazione, 16/05/2008
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