El.Ma. Electronic Machining srl

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Italia

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Produzione di Idrogeno e celle a combustibile

La El.Ma. opera nel settore delle celle a combustibile dal 1997.

Per la CLC/Ansaldo ha svolto attività di collaborazione con ONSI/IFC, oggi UTC, per l'esecuzione di un programma di "cost-improvement" riguardante lo stack di celle a acido fosforico (PAFC) per impianti da 200kW funzionanti a media temperatura (circa 200°C).

La società ha acquisito un know-how elevato per quanto riguarda l'uso di materiali quali grafite, fibre di carbonio, tecnologie di carbonizzazione, di grafitizzazione e di lavorazione meccanica di tali materiali con stampi, laminazione e fresatura.

Sono state affrontate tecnologie di fabbricazione di inchiostri con relativa spalmatura ed impregnazione rispettivamente per sigillatura e contenimento di elettrolita ad acido fosforico.

El.Ma. ha acquisito quindi tutte le conoscenze necessarie per l'impiego di tecnologie utilizzate nella produzione in serie di celle a combustibile con elettrodi in grafite di grandi dimensioni.

Tali tecnologie sono trasportabili, con gli opportuni adattamenti, nella realizzazione di celle a combustibile di tipo AFC e PEM.

Sono stati esaminati gli argomenti riguardanti la produzione e lo stoccaggio di idrogeno tramite idruri da quelli metallici a quelli liquido-viscosi.

El.Ma. possiede completamente la capacità tecnico-scientifica per lo sviluppo dell'ingegneria di sistema con l'integrazione di tutti i componenti tramite il proprio controllo di processo, che può garantire il monitoraggio e la regolazione dei parametri coinvolti nel funzionamento degli impianti che impiegano le celle a combustibile.

Con lo sviluppo di programmi tra loro complementari, con lo scambio di tecnologie, con le alleanze stabilite, la rete delle capacità tecnico-scientifiche necessarie per assicurare la corretta esecuzione delle attività di ricerca può essere considerata estesa a livello mondiale allocando nella rete stessa le società più importanti che operano per l'impiego del vettore idrogeno per la produzione di energia stazionaria e distribuita con celle a combustibile operanti a bassa temperatura.

La seguente immagine illustra a titolo esemplificativo la generazione di energia elettrica a partire dal Sodio-Boro-Idruro, per cui l'Idrogeno prodotto grazie al generatore HOD viene utilizzato per alimentare un generatore AFC da 2.4kW connesso ad un carico resistivo di test.

Gli studi per l'acquisizione del know-how della tecnologia AFC vengono condotti grazie ad un test-bench realizzato da El.Ma. e composto da due stacks AFC da 300W ciascuno e due carichi intelligenti interfacciabili con il PC, mediante cui è possibile variare dinamicamente la potenza erogata dalle fuel cells.

Uno stack è gestito manualmente, mentre l'altro è gestito in modo totalmente automatico grazie al controllo CN2 di El.Ma., il quale regola i parametri di processo in funzione della potenza richiesta dal carico.

Grazie al software installato sul PC interfacciato con i carichi intelligenti è possibile monitorare i parametri fondamentali di funzionamento quali tensioni agli elettrodi, tensioni delle singole celle, corrente erogata e temperature delle celle e dell'elettrolita.

Grazie alle competenze acquisite sulla tecnologia AFC, El.Ma. ha realizzato un generatore sperimentale provvisto di 2 stack AFC completamente automatico e corredato di tutta la sensoristica per il monitoraggio dei parametri di funzionamento.

Il generatore a fuel cells AFC è stato sperimentato con l'idrogeno prodotto da una nuova revisione di HOD per la produzione di gas on demand.

Gli studi per l'acquisizione del know-how della tecnologia PEMFC vengono condotti grazie ad un test-bench realizzato da El.Ma. e composto da due stacks PEMFC da 400W e 100W, costituiti da elettrodi prodotti con diverse tipologie di materiali.

Parte dell'energia prodotta viene utilizzata da un caricabatterie realizzato da El.Ma. e connesso ad un sistema di accumulatori al piombo, grazie al quale il test-bench si autosostiene da punto di vista elettrico.

 

In entrambi i casi e' possibile visualizzare la curva di polarizzazione delle fuel cells e memorizzare i dati.