IDF Fall 2004: secondo giorno

[lucusta]

pile a combustione o a combustibile e' l'identificazione dello stesso concetto:
estrapolare energia facendo avvenire una combustione controllata del combuernte e del combustibile.
una pila a combustione all'ossigeno/idrogeno ha una temperatura media di funzionamento prossima ai 200°C, che e' sicuramente inferiore alla rerazione esplosiva che si otterrebbe miscelando i due gas ed innescando.
le batterie a combustione ( che e' un termine piu' appropriato di "pile" ma ugualmente errato, in quanto sono assimilabili a dei veri e propri generatori di elettricita', e quindi piu' corretto chiamarle celle) che sono allo studio fanno uso di ossigeno dall'aria e, come combustibile, di metanolo (apportatore di idrogeno e quindi ossidabile), e per ora hanno una temperatura minima prossima ai 100°C , temperatura che non deriva tanto dal fatto che viene generato calore, ma intesa come necessaria per avere l'adeguata energia di attivazione per la reazione (benzina ed aria non esplodono finche la scintilla della candela non fornisce localmente l'energia di attivazione della reazione esplosiva).
Il problema e' proprio questa temperatura, la quale si e' riusciti ad abbassare fino a questi livelli solo usando il giusto catalizzatore, ed in questo caso si usa una lega di platino/oro/carbonio/rubinio e nikel/ferro; purtroppo questo catalizzatore ha anche la funzione di anodo e membrana permeabile, che ne aumentano considerevolmente i problemi tecnici, in quanto dev'essere permeabile, ma non si deve avvelenare (il nikel stesso avvelena in parte il platino, ma serve per ottenere una lega spugnosa)..
Nella pratica dev'errese fatta una piastra spugnosa, placcata oro per evitare l'avvelenamento del platino e ricoperta appunto di platino; almeno cosi' si facevano le membrano permeabili delle O/H fino a pochi anni fa'.
Quindi gli svantaggi nell'uso delle celle a combustione
e' abbastanza sensibile nell'uso che se ne vorrebbe fare in questo ambito.
Meglio appunto puntare sulle classiche pile ad elementi e migliorarne l'efficenza.

[lucusta]

comunque, in ambito di ricerca, si stanno effettuando studi per l'uso di silicio con le stesse tecniche della costruzione delle CPU:
invece di usare per membrana permeabile un agglomerato metallico, si userebbero piastre di silicio opportunamente "graffiate" per consentire il passaggio controllato di gas e/o liquidi dalle due camere separate; queste pareti sarebbero anche dotate di una matrice di transistor in grado di prendere l'energia dalla reazione di combustione favorita dal gate probabilmente fatto con materiale catalizzante (in platino?).
Il funzionamento e' piu' o meno quello di una SDRAM, ma con principio inverso: invece di caricare i condensatori all'interno della matrice, si attinge l'energia prodotta dalla reazione..
Per il resto non saprei dirti nulla di piu' in quanto e' pura e mera ricerca e le notizie sono pressoche' nulle....
e' solo un "si dice.."
comunque siamo lontani ancora parecchi anni dall'uso che se ne intenderebbe fare come microgeneratori portatili, ed e' piu' facile che le ricerche sulle classiche pile siano ad uno stadio ben piu' avanzato.

[VLF]

Scusate, ma cosa si intende per polimeri di Litio? Come sono composti? E come possono funzionare quale fonte di energia?

Ringrazio anticipatamente chi mi risponderà.

[billikid]

veramente bravi qusti forum che mi leggo tutte le sere mi hanno fatto capire molta cose e a volte risparmiare parecchi dindini continuate cosi e sviscerate gli argomenti anche per noi poveri smanettoni .
il mio pensiero è che la prossima tecnologia visto che questa è arrivata quasi al minimo possibile sara quella appunto di aumentare piu core sullo stesso wafer
e di ridurre il voltaggio e aumentare le frquenze di nuovo fino al limite fisico riducendo i problemi di trasmigrazione delle correnti e l'aumento delle temperature. con questo avranno mercato per almeno quattro cinque anni ancora
ciao

[Fan-of-fanZ]

Io la butto lì: non è possibile avere case, salotti ecc... invasi e immersi in tutti i fili di tutte queste apparecchiature. Allora credo che la soluzione migliore sia incassare tutto a muro, ossia trasformare le pareti di casa in una sorta di canalina in mattoni, di megacabinet per tutta stà roba, così come già è per i fili elettrici e telefonici. Un po' come in un'astronave.

[lucusta]

il funzionamento di una batteria ai polimeri/litio e' descritto esaustamente qui:
http://digilander.libero.it/gruppo3friend/lombardi/lipo.htm
per condensare il discorso i polimeri servono come elettrolita tra' anodo e catodo, ed ha la stessa funzione delll'acqua acidulata con H2so4 delle batterie al piombo, ossia quella di trasportare elettroni.
Il maggior vntaggio delle batterie ai polimeri/litio e' il fattore forma: in pratica e' come un enorme foglio ripiegato su se stesso, al quale si puo' dare la forma che occorre, ed i piu' e' ermetica e senza liquido, evitando cosi' indesiderati aumenti di volume o cristallizzazioni a diverse temperature che si avrebbero con qualsiasi liquido.
Come puoi notare dal link suggerito, la temperatura di funzionamento e' comunque elevata (60/80°C).

[lucusta]

Fan-of-fanZ
sarebbe ottimale, ma in strutture gia' esistenti e' un bel problema implementare il tutto..
in piu' a casa molte volte si cambia "configurazione" abitativa spesso, non come in un ufficio, dove solitamente cambia chi siede ad na scrivania, ma la scrivania rimane sempre nello stesso posto..
Una volta avevo ipotizzato di fare una carta da parati con connessioni lan, una miriade di fili piatti che davano la possibilita' di connetters, ma poi sai i campi magnetici che ci sarebbero!
per ora la piu' logica e' la wlan o quella sull'impianto elettrico, ma sono alquanto lente!

[+Benito+]

Ero molto euforico riguardo le pile a combustibile, ma dopo essermi letto un libro a proposito, sono rimasto molto deluso perché ci sono problemi molto grandi e quello che mi sembrava una panacea si è dimostrato tutt'altro.
Se vi interessa capire a fondo il principio di funzionamento delle fuel cells vi consiglio "Fuel Cell systems explained", 2nd edition.
Ho scritto un brevissimo capitoletto riassuntivo alcuni tipi di fuel cells giusto per avere un'idea di cosa sono QUI

[lucusta]

vedo che per fortuna c'e' chi la pensa come me ( e spero che pensi la stessa cosa sui motori ad idrogeno, vera bufala commerciale!).
effettivamente non sapevo che avevano incominciato ad usare supporti polimerici fluorurati (ero rimasto ai supporti metallici sinterizzati), comunque il problema del rendimento rimane e non e' risolvibile, in quanto in una vera cella a combustibile (ossiggeno/idrogeno) di solito si usano gas ad alta pressione, migliorando notevolmente il rendimento, e comunque la velocita' di reazione e' molto piu' veloce e semplice.
Ultimamente avevo letto di idee sull'uso appunto di supporti al silicio, con i microcanali ricoperti da uno strato di fase polimerica attiva (piu' o meno la stessa strada di ricerca delle colonne di separazione per l'analisi chimica che stanno facendo le aziende del settore), e s'ipotizzava appunto l'uso di microcelle a transistor, ma anche quella strada la vedo comunque un po' impervia e fantasistica..
La vera panacea del problema sarebbe quella di trovare una tecnologia ingrado di rendere l'energia disponibile in forma piu' concentrata, facile da trasferire e magari in forma liquida (un'energia che non da' residui di reazione a perdere ma riutilizzabili), ma... sarebbe una trovata da nobel!

[cdimauro]

Originariamente inviato da lucusta
vedo che per fortuna c'e' chi la pensa come me ( e spero che pensi la stessa cosa sui motori ad idrogeno, vera bufala commerciale!).

Sono enormemente ingnorante in materia: potresti darmi qualche delucidazione in merito?
Grazie.

[+Benito+]

Originariamente inviato da lucusta
vedo che per fortuna c'e' chi la pensa come me ( e spero che pensi la stessa cosa sui motori ad idrogeno, vera bufala commerciale!).
effettivamente non sapevo che avevano incominciato ad usare supporti polimerici fluorurati (ero rimasto ai supporti metallici sinterizzati), comunque il problema del rendimento rimane e non e' risolvibile, in quanto in una vera cella a combustibile (ossiggeno/idrogeno) di solito si usano gas ad alta pressione, migliorando notevolmente il rendimento, e comunque la velocita' di reazione e' molto piu' veloce e semplice.
Ultimamente avevo letto di idee sull'uso appunto di supporti al silicio, con i microcanali ricoperti da uno strato di fase polimerica attiva (piu' o meno la stessa strada di ricerca delle colonne di separazione per l'analisi chimica che stanno facendo le aziende del settore), e s'ipotizzava appunto l'uso di microcelle a transistor, ma anche quella strada la vedo comunque un po' impervia e fantasistica..
La vera panacea del problema sarebbe quella di trovare una tecnologia ingrado di rendere l'energia disponibile in forma piu' concentrata, facile da trasferire e magari in forma liquida (un'energia che non da' residui di reazione a perdere ma riutilizzabili), ma... sarebbe una trovata da nobel!

la catena dell'idrogeno non è per nulla una bufala commerciale! L'unica cosa veramente GRAVE è che sembra che l'idrogeno sia una FONTE di energia mentre è un metodo pe BUTTARE energia. Ogni giorno parlo con la televisione in maniera scurrile quando sento queste amenità ai telegiornali. Pero' ha l'enorme vantaggio di permettere la generazione di CO2 centralizzata, cosicché è possibile la sua captazione. In città ci troveremmo ad avere macchine che generano vapore acqueo e una piccola quota di NOx (io comunque l'acua di scarico non la berrei come fanno a volte in tv perché un po' di acido lo contiene)
Purtroppo l'idrogeno ha tuttora grossi svantaggi per quanto riguarda la distribuzione (che con ogni probabilità avverrà in forma liquida), mentre il fatto che possa essere usato sia come combustibile nei motori alternativi, sia come carburante nelle vetture elettriche a celle a combustibile è un vantaggio non indifferente.
Ho partecipato ad una conferenza al Polimi l'anno scorso ("Filling the future") dove sebbene siano stati elencati i problemi attuali che non sono trascurabili, si pensa che tra 20-30 anni la catena dell'idrogeno possa essere un efficiente mezzo per la centralizzazione della produzione della CO2(captata e iniettata nei pozzi o sotto gli oceani, la soluzione più probabile) e quindi la riduzione degli inquinanti nei centri urbani.

[MiKeLezZ]

L'idrogeno non è una fonte di energia ma un vettore energetico.
Il problema è che costa "fabbricarlo", "distribuirlo", "contenerlo".

[+Benito+]

certo. Però se si decide che il mondo così non può andare avanti perché la produzione di CO2 sta cambiando il clima, a mio avviso non c'è altra strada, non per l'idrogeno in quanto tale, ma perché permette la captazione della CO2 con metodi relativamente semplici. Inoltre è possibile ricavare l'idrogeno anche dalla gassificazione del carbone e dai residui bituminosi, cosa che in italia mi pare avvenga in due siti di raffinazione del petrolio, abbinata alla generazione di energia utilizzando come combustibile il gas ricavato appunto dai bitumi.

[lucusta]

una volta pensai all'uso dell'ammoniaca come combustibile (NH3):
2/5 del potere calorifico della benzina;
autoincendiabile in miscele il 30% di aria;
facilemnte producile in impianti ad impatto prossimo allo 0% di impatto ambientale;
prodotti di scarto:
H2O, N2 e qualche NOX, facilmente eliminabile con catalizzatori riducenti (classico ferro a 800°C, come nei diesel) e nulla da ossidare con costosi catalizzatori a metalli rari;
facilmente trasportabile e stockabile, visto che si puo' absorbire in acqua ad oltre il 33% a pressione e temperatura ambiente, e basta scaldare un po' o andare in depressione per recperarla pura, e comunque e' liquida a 20ATM, piu' o meno come il GPL.

insomma, sarebbe molto piu' sicura dell'idrogeno, molto piu' energetica, e sicuramente molto meno onerosa come sostituta alla benzina, e potrebbe essere prodotta con impianti semplici (sono 80 anni che si produce sempre con lo stesso sistema) in qualunque parte del mondo, sia siluppata che sottosviluppata.

come endotermia e' poi una vera chimera:
e' un solo componente praticamente puro, percio' la combustione e' facilmente pilotabile e controllabile.

non credo sia un caso che nessuno abbia mai pensato di adoperarla come combustibile..
(mhm, forse i tedeschi la usarono su qualche razzo pre V2, ma non ne sono certo)