INDAGINI E VALUTAZIONI SPERIMENTALI SULLE PRESTAZIONI DI CELLE POLIMERICHE AD ALTA TEMPERATURA

L’impiego di celle polimeriche ad alta temperatura (120-180°C) può rappresentare una soluzione ai problemi tecnologici ancora non risolti delle PEMFC a “bassa temperatura” legati soprattutto alla necessità di mantenere una corretta idratazione della membrana sulfonata (necessità di un sistema di umidificazione dei gas reagenti) e di limitare la concentrazione di monossido di carbonio nel gas di alimentazione a valori inferiori ai 10 ppm per evitare l’avvelenamento del catalizzatore anodico (sistemi di reforming più complessi e costosi). Nel presente lavoro sono riportati i risultati sperimentali ottenuti da una campagna di prove condotta su due MEA commerciali con l’obiettivo di definire la più idonea alla realizzazione di uno stack da laboratorio. L’attività sperimentale è stata condotta su uno stack costituito da una monocella di superficie attiva pari a 45 cm2, assemblata con piatti poco-grafite e le due membrane commerciali, MEA1 e MEA2, oggetto della campagna di prove. Le MEA testate sono realizzate con due diversi polimeri, la prima (MEA1) è a base di polibenzimidazolo e drogata con acido fosforico, mentre la seconda (MEA2) è a base di polieteri aromatici-piridina e drogata con acido fosforico. I tests sperimentali hanno permesso la caratterizzazione delle prestazioni delle MEA al variare dei parametri di esercizio (temperatura, stechiometrico catodico) e della composizione del combustibile anodico (idrogeno puro, idrogeno diluito con diverse percentuali di CO). I risultati ottenuti hanno evidenziato prestazioni migliori della MEA1 rispetto alla MEA2 sia al variare della temperatura di esercizio sia al variare della composizione del combustibile anodico, anche se tale differenza diventa meno evidente a temperature di esercizio minori di 140°C. L’incremento dello stechiometrico catodico ha importanti effetti sulle prestazioni della MEA2, mentre la sua influenza su quelle della MEA1 risulta meno significativa.