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Le celle a combustibile: analisi tecnico-economica

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8 Si osserva una differenza di potenziale tra i due elettrodi e un flusso di elettroni attraverso un circuito esterno dall’anodo, in cui avviene la reazione di ossidazione, verso il catodo (reazione di riduzione) e quindi un flusso di corrente continua in direzione opposta. Questo, in termini termodinamici, è chiamato lavoro ed è proprio l’output utile della c.c.. Un ulteriore apporto di energia può essere dato dal calore trasferito dalla cella all’ambiente esterno. Ricordiamo che una specie chimica si ossida quando un elemento che la costituisce aumenta il suo numero di ossidazione (che nella maggior parte dei casi corrisponde ad una perdita di elettroni) ; si riduce quando un suo elemento diminuisce il suo numero di ossidazione (acquisto di elettroni). 1.2. Origine della tensione e della corrente. Immergendo un elettrodo di materiale conducente in una soluzione di elettrolita acido contenente per esempio ioni idrogeno, si può osservare una differenza di potenziale tra l’elettrodo e l’elettrolita. Questa è determinata dall’equilibrio tra le reazioni ½H 2 λ > + ≅e > + ≅ λ H + + e - dove con > + ≅si è indicato l’idrogeno adsorbito, cioè uno ione idrogeno che, venendo a contatto con l’elettrodo, formerà un legame chimico con un elettrone che sta sulla superficie dell’elettrodo stesso. Se consideriamo una c.c. avremo dell’idrogeno che si diffonde nella struttura porosa dell’elettrodo (1 a reazione : viene cioè adsorbito). Successivamente, a contatto con l’elettrolita, e in dipendenza da vari fattori quali temperatura, pressione e concentrazioni, passerà allo stato di ione in soluzione lasciando dunque un elettrone all’interno dell’elettrodo. Quest’ultimo, essendo un conduttore, manterrà gli elettroni nello strato più esterno, e cioè in prossimità dell’elettrolita. Viceversa, a causa delle cariche opposte, si formerà nell’elettrolita nei pressi dell’elettrodo un accumulo di ioni positivi che determinerà una struttura a doppio strato e un conseguente gradiente di potenziale tra elettrodo ed elettrolita (vedi figura 1.2). Figura 1.2. Rappresentazione del doppio strato e gradienti di potenziale tra gli strati di cariche e tra gli elettrodi. Elettrolita + + + + + + + + + + + + + V _ _ _ _ _ _ _ _ Elettrodo Superficie dell’elettrodo Strato più vicino + + + + + + + + E c E a E t Anodo Elettrolita e - Catodo _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ + _ +
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Le celle a combustibile: analisi tecnico-economica

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Informazioni tesi

  Autore: Alberto Barbero
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1994-95
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria gestionale
  Relatore: Renato Lazzarin
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 155

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Parole chiave

cella a combustibile
elettrochimica
fuel-cell
idrogeno

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