Studio di una cella elettrolitica tipo SOEC: proprietà dei materiali in relazione alle prestazioni elettriche

1 Una sfida importante, come sostengono alcuni, la grande sfida del nostro pianeta oggi, riguarda il problema del cambiamento climatico antropogenico, il suo legame indissolubile al presente della nostra società globale e le future esigenze energetiche. L’idrogeno e le celle a combustibile sono ora ampiamente considerati come una delle soluzioni energetiche fondamentali per il 21° secolo. Queste tecnologie, secondo il pensiero di alcuni ricercatori del campo, contribuiranno in modo significativo alla riduzione dell'impatto ambientale, ad una maggiore sicurezza energetica e alla creazione di nuove industrie energetiche. Il NEW- IG (New Energy World Industry Grouping), la principale associazione industriale europea che rappresenta una parte importante del settore delle celle a idrogeno e carburanti in Europa, ha accolto con favore la proposta della Commissione europea di rinnovare e rafforzare gli studi sulle celle a combustibile con l’utilizzo di idrogeno (FCH). L’obiettivo è quello di replicare il successo di “Horizon 2020” conseguito nella prima generazione del programma 2008-2013; gli stati Membri dell’UE e l’industria europea investiranno più di 22 miliardi di euro negli anni 2014-2020, per favorire la crescita di posti di lavoro di elevata qualità, con la finalità di intensificare il settore relativo alle celle a combustibile e alle tecnologie basate sull’utilizzo dell’idrogeno con un investimento di 1,4 miliardi di euro fino al 2020. Máire Geoghegan-Quinn, commissario europeo per la Ricerca, l’innovazione e la scienza sostiene: "Grazie alle Celle a combustibile attuali e al partenariato sull’ idrogeno, si può utilizzare un autobus ad idrogeno, a zero emissioni, in cinque città europee. Ma sono ancora necessarie molte ricerche per rendere questa applicazione della tecnologia FCH (Fuel Cell Hydrogen) diffusa e dunque per la produzione di energia pulita e lo stoccaggio commercialmente attraente. L’Unione europea e l’industria continueranno a lavorare insieme sotto questa nuova iniziativa per contribuire a ridurre l’impronta di carbonio dei nostri settori dell'energia e dei trasporti" [1]. Nel lavoro di tesi è stato compiuto uno studio sugli elettrolizzatori ad alta temperatura, chiamati Solid Oxide Electrolyzer Cell, SOEC, che utilizzano la tecnologia dell’elettrolisi, per la produzione di idrogeno. E’ stato presentato il funzionamento della SOEC, dal punto di vista termodinamico ed elettrochimico, ponendo l’attenzione sulle prestazioni di essa, in termini di efficienze e irreversibilità.