L’alimentazione delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico (PEMFC) con gas di sintesi è attualmente considerata una possibile soluzione per l’introduzione a breve termine delle celle a combustibile sia nelle applicazioni veicolari che stazionarie. Il gas di sintesi, utilizzato come combustibile e ottenuto da un processo di reforming, è costituito principalmente da idrogeno e anidride carbonica considerata inerte rispetto alle reazioni anodiche, e quindi trattata come un diluente. Recenti studi, sia teorici che sperimentali, hanno invece posto l’attenzione sulla possibilità che, a causa della presenza della CO2 nel gas di alimentazione, si verifichi nel comparto anodico la reazione di reverse water gas shift con conseguente produzione di CO. In questo lavoro viene presentato un modello numerico mono-dimensionale capace di predire le prestazioni di una cella polimerica alimentata da un gas riformato. In particolare, il modello, sviluppato a partire da un approccio semi-empirico, valuta le perdite di attivazione dovute sia alla diluizione che alla presenza di CO generato dalla reazione di reverse water gas shift. La validazione del modello è stata realizzata utilizzando i dati sperimentali di una campagna di prove condotte su uno stack di celle a membrana polimerica (modulo Nexa™ di Ballard)da 1 kW. I risultati ottenuti dimostrano che, nonostante l’approccio monodimensionale e semi-empirico, il modello proposto è in grado di stimare con buona approssimazione le perdite di polarizzazione. Infine, il modello è stato impiegato per predire le curve di prestazione di uno stack di celle polimeriche progettato per l’alimentazione con gas riformato. I risulti ottenuti presentano un buon accordo con i dati forniti dalla casa costruttrice.
Analisi numerico-sperimentale delle perdite di polarizzazione di celle a combustibile polimeriche alimentate da gas riformato
JANNELLI, Elio;MINUTILLO, Mariagiovanna;PERNA, Alessandra;DI BONA, Daniele;ERME, Giovanni
2008-01-01
Abstract
L’alimentazione delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico (PEMFC) con gas di sintesi è attualmente considerata una possibile soluzione per l’introduzione a breve termine delle celle a combustibile sia nelle applicazioni veicolari che stazionarie. Il gas di sintesi, utilizzato come combustibile e ottenuto da un processo di reforming, è costituito principalmente da idrogeno e anidride carbonica considerata inerte rispetto alle reazioni anodiche, e quindi trattata come un diluente. Recenti studi, sia teorici che sperimentali, hanno invece posto l’attenzione sulla possibilità che, a causa della presenza della CO2 nel gas di alimentazione, si verifichi nel comparto anodico la reazione di reverse water gas shift con conseguente produzione di CO. In questo lavoro viene presentato un modello numerico mono-dimensionale capace di predire le prestazioni di una cella polimerica alimentata da un gas riformato. In particolare, il modello, sviluppato a partire da un approccio semi-empirico, valuta le perdite di attivazione dovute sia alla diluizione che alla presenza di CO generato dalla reazione di reverse water gas shift. La validazione del modello è stata realizzata utilizzando i dati sperimentali di una campagna di prove condotte su uno stack di celle a membrana polimerica (modulo Nexa™ di Ballard)da 1 kW. I risultati ottenuti dimostrano che, nonostante l’approccio monodimensionale e semi-empirico, il modello proposto è in grado di stimare con buona approssimazione le perdite di polarizzazione. Infine, il modello è stato impiegato per predire le curve di prestazione di uno stack di celle polimeriche progettato per l’alimentazione con gas riformato. I risulti ottenuti presentano un buon accordo con i dati forniti dalla casa costruttrice.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
