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Tecniche di produzione dell'elettrolita nelle celle ad ossidi solidi SOFC

Tesi di laurea centrata sullo studio e sulla ricerca con analisi e caratterizzazione delle migliori tecniche di produzione dal punto di vista economico-produttivo dei materiali ceramici utilizzati nell'elettrolita nelle celle ad ossidi solidi SOFC, particolare tipo di celle a combustibile, prestazioni e caratteristiche produttive e di resa messe a confronto fra i vari tipi di celle utilizzanti fonti di energia pulita con emissioni inquinanti zero; l'unico prodotto di scarico è infatti solo acqua sotto forma di vapore!
Le celle ad ossidi solidi, note come SOFC sono caratterizzate da rendimenti elevatissimi e da temperature di funzionamento di 1000°C circa, e grazie all'impiego di particolari ceramici conduttori, ne fanno di queste celle le più ricercate ed interessanti e dal punto di vista di utilizzo abitativo e come impianti di cogenerazione o combinati a livello industriale. Sono alimentate direttamente da una grande varietà di composti dal metano al propano per arrivare alle biomasse senza necessitare di reformer (avviene tutto internamente) e quindi idrogeno direttamente che farebbe levitare di molto i costi e da un ossidante quale l'aria.
Il materiale ceramico studiato, ed utilizzato nelle SOFC quale elettrolita e come composto anche nel catodo è l'yttria-zirconio stabilizzato YSZ, avente particolari proprietà di conducibilità ionica proprio alle alte temperature di funzionamento.

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1 Anno accademico 2003/2004 CELLE A COMBUSTIBILE Introduzione La combinazione elettrochimica tra idrogeno e ossigeno genera elettricità: è questo il principio su cui si basa la tecnologia delle celle a combustibili, una delle principali fonti di energia ‘pulite’ del futuro. Esistono tuttavia alcuni ostacoli oggettivi tra cui dimensioni e costi. Il loro principio di funzionamento, così come la geometria costruttiva, è assimilabile a quello di una pila redox con la differenza che i reagenti non sono immagazzinati all’interno della stessa ma vengono forniti dall’esterno, inoltre né l’elettrolita né gli elettrodi vengono consumati durante la reazione; quindi in sede ideale l’autonomia di funzionamento dipende unicamente dalle scorte dei reagenti, che, come accennato, vengono immagazzinati all'esterno della cella. La reazione è quindi una ossidoriduzione, pertanto le specie chimiche da poter utilizzare come combustibile sono in teoria molte, l’unico parametro richiesto è una elevata reattività elettrochimica tale da consentire un potenziale di Nerst di almeno 1V.

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Informazioni tesi

  Autore: Oscar Filippini
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2003-04
  Università: Università degli Studi di Trento
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dei Materiali
  Relatore: Roberto Dal Maschio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 95
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Parole chiave

biomasse
caratterizzazione
catodo
celle ad ossidi solidi
elettrolita
energia pulita
fonti alternative
idrogeno
metano
sofc

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