Celle a combustibile e sistemi ibridi

Le celle a combustibile rappresentano i sistemi per la conversione energetica a maggior efficienza e minor impatto ambientale  anche per taglie di impianto estremamente ridotte (< 1kWe) con rendimenti elettrici superiori al 50% mentre gli impianti ibridi basati sull'accoppiamento di celle a combustibile ad alta temperatura  con microturbine a gas raggiungono valori di efficienza elettrica superiori al 65%.
Il DIME-TPG è attivo in questo campo da molti anni realizzando programmi di simulazione robusti e accurati per valutare, ottimizzare e monitorare le prestazioni di impianto al variare dei parametri e delle condizioni operative. L'attività di ricerca riguarda, prevalentemente, lo sviluppo di modelli per i componenti d'impianto (celle a combustibile, microturbine,  turbine a gas, scambiatori di calore, scambiatori di calore ad alta temperatura, ausiliari, etc.) studiandone il relativo comportamento in condizioni di progetto, fuori progetto e tempo-varianti. Particolare attenzione è posta all'analisi termoeconomica di tali sistemi al fine di valutare e confrontare le prestazioni e la competitività delle diverse configurazioni impiantistiche in funzione dello scenario energetico ed economico.
Il DIME-TPG si concentra prevalentemente sull'analisi teorica e sperimentale di  impianti con celle ad alta temperatura per installazioni stazionarie e su sistemi con celle polimeriche (PEM) per applicazioni navali. Presso i laboratori del gruppo di ricerca sono infatti presenti un emulatore di impianto ibrido ed un test rig per celle a membrana polimerica, con stoccaggio dell’idrogeno in idruri metallici e chimici, al fine di testare l'interazione tra i componenti d'impianto, in particolari condizioni operative quali avviamento, spegnimento e transitori di carico, di validare i codici di calcolo e di testare gli algoritmi diagnostici sviluppati. Tali attività sono state finanziate da numerosi progetti europei e nazionali.
Infine, Rolls-Royce Fuel Cell Systems (ora LG) dal 2004 ha fondato, presso il gruppo di ricerca, l'UTC (University Technology Center) per lo studio di impianti con celle a combustibile ad ossidi solidi da 1 MWe.

Pubblicazioni

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