Sintesi e caratterizzazione elettrochimica di fosfati di zirconio funzionalizzati e loro impiego in membrane ibride a conduzione protonica

CAPITOLO 1 INTRODUZIONE Sintesi e caratterizzazione di membrane ibride a conduzione protonica 6 1 INTRODUZIONE 1.1 SOCIETÀ MODERNA E CONSUMO ENERGETICO Il quadro attuale della produzione di energia da combustibili fossili presenta , tra le caratteristiche comuni a tutti i sistemi di generazione , l'esigenza di realizzare in una parte dell'impianto un processo di combustione nel quale l'energia chimica del combustibile viene trasformata in calore ed in seguito in lavoro utile (meccanico , elettrico). Questo processo , in base al secondo principio della termodinamica ed in particolare in base alle leggi di Carnot sui sistemi di conversione dell’energia termica , è tanto più efficiente quanto più elevata è la differenza di temperatura tra il serbatoio caldo (generalmente una caldaia , un bruciatore , la camera di scoppio di un motore ) ed il serbatoio a bassa temperatura , nella maggior parte dei casi l’ambiente circostante. L’equazione che lega il rendimento della conversione calore – lavoro meccanico è la seguente: a b T T q w −== 1ε Dove ε  è il rendimento , w è il lavoro meccanico, q è il calore assorbito alla temperatura alta T a e T b è la temperatura del serbatoio a bassa temperatura. È chiaro che sia l’esigenza di un risparmio nell’utilizzazione delle fonti energetiche tradizionali , carbone , petrolio , gas , legata ad una loro limitatezza, che la volontà sempre più forte di salvaguardare il nostro ambiente dalla seria minaccia dell’inquinamento, hanno spinto la ricerca scientifica nella direzione di una utilizzazione più oculata di tali risorse ed in particolare verso un miglioramento nella efficienza della conversione dell’energia termica. Potendo ovviamente agire , ai fini di una ottimizzazione delle rese dei processi termodinamici di conversione dell’energia termica , solo sulla temperatura del serbatoio più caldo , si è cercato negli ultimi decenni di elevare tale valore il più possibile passando da macchine termiche basate sulla tecnologia del vapore ai motori a scoppio a combustione interna ed infine agli attuali e raffinati sistemi a turbina delle moderne centrali turbogas funzionanti a temperature d’esercizio sempre più elevate [1-1]. Chiaramente un tale approccio al problema della resa di conversione del calore in altre forme di energia presenta degli ovvi limiti dovuti essenzialmente alle crescenti difficoltà tecniche