Gyles Lewis
0 
4909
27
Hai mai visto un Ecobus? Dai un'occhiata a queste immagini di veicoli a carburante alternativo per saperne di più. iStockphoto / Thinkstock Man mano che la nostra domanda di energia cresce, aumenta anche la nostra dipendenza dai combustibili fossili. Tuttavia, la paura di esaurire le risorse e una maggiore dipendenza dal petrolio straniero ha gettato i riflettori su fonti di energia alternative, come le celle a combustibile. Invece di bruciare carburante, funzionano generando elettricità attraverso una reazione chimica. Una cella a combustibile utilizza un elettrodo positivo (il catodo) e un elettrodo negativo (l'anodo) con un elettrolita in mezzo per condurre le particelle cariche. Gli scienziati conoscono le celle a combustibile da oltre un secolo e la NASA le ha effettivamente utilizzate negli anni '60 sulla navicella Apollo e poi sullo Space Shuttle..
Uno dei tipi più efficienti di celle a combustibile è la cella a combustibile a ossidi solidi (SOFC). In una SOFC, l'ossigeno viene inviato attraverso il catodo, rilasciando ioni di ossigeno caricati negativamente che passano attraverso l'elettrolita dal catodo all'anodo. All'anodo, gli ioni incontrano un gas combustibile e reagiscono, rilasciando elettroni (oltre ad acqua, anidride carbonica e calore). Questo crea una corrente di elettricità utilizzabile. Più celle a combustibile vengono messe insieme in una serie nota come pila.
Non solo le SOFC producono meno emissioni, ma sono anche circa due o tre volte più efficienti dei metodi di combustione interna. Un vantaggio che le SOFC hanno rispetto alle celle a combustibile a idrogeno è la flessibilità del combustibile: le SOFC possono funzionare con una varietà di combustibili, inclusi idrogeno e biocarburanti. Usano anche materiale ceramico più economico piuttosto che metalli preziosi, a differenza di altre celle a combustibile. Inoltre non si basano sul riutilizzo del calore sprecato (chiamato schemi combinati di calore ed energia). A causa di questi numerosi vantaggi, le SOFC si sono già rivelate utili per il riscaldamento degli edifici.
Tuttavia, numerosi vincoli hanno limitato la loro applicabilità su vasta scala in cose come le automobili. Vale a dire, i SOFC sono molto grandi e molto caldi. L'alta temperatura consente efficienze più elevate, ma pone anche problemi di ingegneria. I SOFC tipici che sono stati sul mercato, come il Bloom Energy Server (noto come Bloom Box), utilizzano elettroliti densi nelle celle a combustibile per aggiungere supporto strutturale. Ma questo causa una maggiore resistenza elettrica che deve essere superata dalle alte temperature.
Nel 2011, tuttavia, i ricercatori dell'Università del Maryland hanno annunciato sviluppi utilizzando un nuovo design e materiali diversi per l'elettrolita che consentono una dimensione molto più piccola. I ricercatori hanno anche ridotto con successo la temperatura di esercizio in modo significativo a 650 gradi Celsius (1202 gradi Fahrenheit), da 900 gradi Celsius (1652 gradi Fahrenheit). Questo abbassa i costi dei materiali isolanti, necessari per ridurre il tempo necessario al riscaldamento dell'impianto.
Sebbene le celle a combustibile a idrogeno abbiano guadagnato molta attenzione da parte dei media come futuro delle auto ad energia alternativa, molti credono che le SOFC abbiano effettivamente il maggior potenziale di trasporto. Ad esempio, anche se gli sviluppi continuano a rendere i SOFC più pratici per l'uso nei veicoli, potremmo vedere auto che combinano la batteria dell'auto elettrica con la tecnologia SOFC.