Un nuovo approccio per migliorare la tecnologia delle pile a combustibile sfrutta l’idea dei mattoncini Lego; il popolare gioco infatti ha dato lo spunto per risolvere alcune problematiche da un punto di vista meccanico e non chimico, vediamo come!
Pile a combustibile efficienti ed economicamente vantaggiose
La sfida, quando si parla di celle a combustibile, è rendere la tecnologia vantaggiosa dal punto di vista economico senza limare sull’efficienza. Molte delle soluzioni proposte fino ad ora infatti si concentrano su un aspetto piuttosto che sull’altro. Sembra che una svolta sia stata operata dal KAIST, Korean Advanced Institute of Science and Technology; i ricercatori coreani si sono concentrati su una tipologia di pile a combustibile tra le più efficienti disponibili fino ad ora, le fuel cell con membrana a scambio protonico, e sembra abbiano trovato il modo per renderle economicamente vantaggiose da produrre.
Fuel cell con membrana a scambio protonico
Le pile a combustibile di tale tipologia hanno come principale vantaggio rispetto alle altre di funzionare con bassi valori di temperatura e pressione; possono operare infatti con temperature comprese tra i 50°C e i 100°C con pressioni di 0,3 MPa. Ciò le rende particolarmente sicure tanto da essere applicate principalmente nel settore dei mezzi di trasporto.
Per generare elettricità queste celle possiedono due compartimenti chimici separati da una membrana elettrolitica permeabile al catalizzatore. Il procedimento prevede che l’idrogeno si separi in protoni ed elettroni sull’anodo; i protoni possono passare attraverso la membrana per raggiungere il catodo, nel quale reagiscono con l’ossigeno, mentre gli elettroni sono costretti a passare attraverso un circuito esterno per raggiungere il catodo e ricombinarsi. Il passaggio degli elettroni attraverso il circuito genera la potenza elettrica.
Il problema della membrana
Allo stato attuale spesso la membrana è basata su un polimero di acido perfluorosolfonico; tale sostanza garantisce buone prestazioni ma il suo elevato costo rende la tecnologia poco conveniente dal punto di vista economico. Le ultime ricerche in tale direzione si sono concentrate su un altro materiale a base di idrocarburi; sebbene risulti decisamente più economica questa soluzione indebolisce l’interfaccia membrana-elettrodi; ciò influisce molto andando ad inficiare le prestazioni.
La soluzione “Lego” del KAIST
Il team del KAIST è giunto ad un punto di svolta della questione proponendo una soluzione “meccanica” alla problematica; invece di risolvere il problema della membrana dal punto di vista chimico proponendo un unovo materiale gli scienziati hanno sviluppato un nuovo sistema di fissaggio che lega i due materiali meccanicamente, esattamente come si incastrano i Lego. Con uno stampo in silicone ed il calore sono stati creati due blocchi impilabili; una volta raffreddati si sono saldat
i fra di loro. Il legame così creato risulta cinque volte più forte e difficile da seprare rispetto a quanto mai realizzato fino ad ora e sembra offrire un nuovo modo per legare molti tipi di membrane a base di idrocarburi risolvendo i problemi che fino ad ora si presentavano.
Una risposta
Articolo molto interessante: la sinergia tra diversi tipi di tecnologie può portare a risultati notevoli e a superare ostacoli apparentemente invalicabili!
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