CICLO CHIMICO-ELETTROCHIMICO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA
Introduzione
Il sistema innovativo per la produzione di elettricità si basa sull’utilizzo di celle a combustibile all’interno di un ciclo ad alta efficienza che converte l’energia termica fornita da fonti di calore a “bassa” temperatura (es. ~ 80 ° C) e bassa entalpia, quali l’energia termica solare e/o il calore di scarto da processi industriali (ad es. dalle centrali termoelettriche), grazie a una reazione chimica di dissociazione molecolare caratteristica del ciclo. Il ciclo elettrochimico proposto è un ciclo chiuso rigenerativo per via termica.
Caratteristiche Tecniche
Il ciclo è basato sulla trasformazione chimica e elettrochimica dello ioduro di idrogeno HI ed è un ciclo rigenerativo per via termica applicato ad una cella a combustibile H2/I2.
Nel semi-ciclo chimico, l’energia termica, fornita a bassa temperatura (≥ 80 ° C), aumenta l’entalpia del sistema facendo evaporare lo ioduro di idrogeno in soluzione acquosa a bassa pressione/temperatura; successivamente, l’HI può essere decomposto termicamente in ossidante e riducente, spillando elettricità dalla cella e portando la miscela ad alta temperatura per effetto “Joule”; successivamente, la miscela viene riportata a bassa pressione/temperatura, potendo così condensare tutte le sostanze tranne l’idrogeno che verrà così separato dalla miscela. Nel semi-ciclo elettrochimico, l’energia chimica (entalpia) viene trasformata in energia elettrica attraverso una cella a combustibile (batteria a flusso), ricombinando la sostanza e quindi “chiudendo il ciclo” che risulta caratterizzato da un’efficienza fino al 55% ed una densità di energia utile >18 kW per mole di HI dissociata.
Possibili Applicazioni
- Produzione di energia elettrica da fonti energetiche rinnovabili;
- Produzione energia elettrica da impianti solari termici a bassa/nulla concentrazione;
- Recupero di calore di scarto (a temperatura medio-bassa) da processi industriali o centrali termoelettriche, evitando sprechi energetici;
- Produzione di Idrogeno H2 e Ossigeno O2 con alta efficienza.
Vantaggi
- Ciclo chimico elettrochimico chiuso;
- Ciclo rigenerativo per via termica;
- Conversione altamente efficiente dell’energia termica solare o generata in centrali termiche;
- Cella a combustibile raffreddata dal fluido operativo stesso.