Una nuova membrana per le celle a combustibile

Una nuova membrana per le celle a combustibile

Messo a punto dal MIT un nuovo materiale per la realizzazione dell'elettrolita nelle celle a combustibile, in grado di incrementare l'efficienza del 50%

di pubblicata il , alle 12:37 nel canale Portatili
 

Ancora passi avanti nel campo delle batterie a celle di combustibile, questa volta ad opera del MIT che tramite una pubblicazione ha annunciato di aver messo a punto un nuovo materiale in grado di aumentare l'efficienza delle batterie a metanolo diretto (DMFC - Direct Methanol Fuel Cell).

Paula T. Hammond, Bayer Professor di Ingegneria Chimica e responsabile del team di ricerca ha dichiarato: "L'obiettivo è quello di sostituire le tradizionali membrane delle celle a conbustibile con nuovi materiali che siano al contempo più convenienti e più efficienti." Un aspetto importante di questa innovazione, infatti, è rappresentato dal minor costo di produzione rispetto alle tecniche attualmente impiegate.

Le attuali batterie a celle di combustibile, similmente allo schema "classico" di una batteria, sono caratterizzate da tre elementi principali: catodo e anodo (i due elettrodi) e un elettrolita tra di essi interposto. La ricerca del MIT si è focalizzata proprio su quest'ultimo elemento. Attualmente, in qualità di elettrolita viene utilizzata una membrana di Nafion, un polimero sintetico con proprietà ioniche, impiegato nelle batterie a combustibile in virtù di una elevata stabilità termica e meccanica.

Nel caso delle batterie a metanolo diretto, tuttavia, l'impiego del Nafion non è comunque ottimale. Al di là di un costo di produzione piuttosto elevato, la membrana di Nafion risulta essere permeabile al metanolo dando luogo così a leggere infiltrazioni del combustibile al centro della cella. Ne consegue uno spreco di metanolo e un generale abbassamento dell'efficenza della cella dal momento che il combustibile "infiltrato" non è più disponibile per le reazioni chimiche che portano alla generazione di corrente elettrica.

Il MIT ha così messo a punto un nuovo tipo di materiale (del quale purtroppo non sono disponibili i dettagli) con il quale è stata realizzata una pellicola a copertura della membrana di Nafion per renderla meno permeabile al metanolo senza intaccarne tuttavia la conduttività. In questo modo, inserendo il nuovo elettrolita all'interno di una normale cella a combustibile, è stato possibile incrementarne l'efficienza di oltre il 50%.

Il gruppo di ricerca è ora al lavoro per individuare i possibili sviluppi futuri di questo approccio. Il principale obiettivo è quello di impiegare il nuovo materiale a completa sostituzione del Nafion, in modo tale da arrivare ad un effettiva riduzione dei costi in fase di produzione, incrementando contemporaneamente l'efficienza delle batterie a combustibile.

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41 Commenti
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omega72620 Maggio 2008, 13:15 #1
Scusate ma qui si parla di un materiale meno costoso da produrre del Nafion che ha inoltre una migliore efficenza....poi a fine articolo mi spiegano che questo materiale andrà a rivestire il Nafion....
Sono scemo io o la cella costerà di più perchè ci sarà oltre al Nafion il materiale che la riveste?
Non ha ne capo ne coda l'articolo così!
axel61920 Maggio 2008, 13:41 #2
Se ho letto bene per adesso sono riusciti solo a rivestire il Nafion con questa nuova membrana, ma in prospettiva intendono sostituirlo completamente. La motivazione è dovuta al fatto che la nuova membrana non ha la conduttività del Nafion.
Gli attuali modelli sono già in vendita? Avevo letto di autonomie spettacolari, ma poi più nulla...
Balzy20 Maggio 2008, 14:05 #3
Originariamente inviato da: omega726
Scusate ma qui si parla di un materiale meno costoso da produrre del Nafion che ha inoltre una migliore efficenza....poi a fine articolo mi spiegano che questo materiale andrà a rivestire il Nafion....
Sono scemo io o la cella costerà di più perchè ci sarà oltre al Nafion il materiale che la riveste?
Non ha ne capo ne coda l'articolo così!


Il principale obiettivo è quello di impiegare il nuovo materiale a completa sostituzione del Nafion, in modo tale da arrivare ad un effettiva riduzione dei costi in fase di produzione, incrementando contemporaneamente l'efficienza delle batterie a combustibile.


E dire che basta saper leggere eh... per il momento è utile solo ad impermeabilizzare il Nafion (e quindi ad aumentare l'efficienza della batteria), più avanti si pensa di sostituirlo (e quindi oltre ad aumentare l'efficienza, a ridurre i costi).


Non spariamo a zero su tutti gli articoli di HWUpgrade please. Soprattutto su quelli fatti bene. Trovo questa news piuttosto interessante, un campo in cui si pensa poco è proprio quello delle batterie, che costano ancora un fottio di soldi e hanno una durata relativamente molto limitata.
AleLinuxBSD20 Maggio 2008, 15:14 #4
Speriamo che queste innovazioni tecniche si traducano presto in minori costi di produzione in modo da favorirne la produzione su larga scala.
lonewolf964020 Maggio 2008, 15:30 #5
Originariamente inviato da: Balzy
E dire che basta saper leggere eh... per il momento è utile solo ad impermeabilizzare il Nafion (e quindi ad aumentare l'efficienza della batteria), più avanti si pensa di sostituirlo (e quindi oltre ad aumentare l'efficienza, a ridurre i costi).


Non spariamo a zero su tutti gli articoli di HWUpgrade please. Soprattutto su quelli fatti bene. Trovo questa news piuttosto interessante, un campo in cui si pensa poco è proprio quello delle batterie, che costano ancora un fottio di soldi e hanno una durata relativamente molto limitata.


Senza contare che oltre al metanolo, esistono anche celle ad etanolo ( lo SPIRITO DI-VINO), che è molto meno pericoloso. E visto che quest'ultimo è relativamente economico da produrre,(http://www.hwupgrade.it/forum/showthread.php?t=1740419), credo che maggiori ricerche in questa direzione non possano altro che essere accolte con il massimo entusiasmo.
NeroCupo20 Maggio 2008, 16:01 #6
Originariamente inviato da: lonewolf9640
Senza contare che oltre al metanolo, esistono anche celle ad etanolo ( lo SPIRITO DI-VINO), [U]che è molto meno pericoloso[/U]. E visto che quest'ultimo è relativamente economico da produrre,(http://www.hwupgrade.it/forum/showthread.php?t=1740419), credo che maggiori ricerche in questa direzione non possano altro che essere accolte con il massimo entusiasmo.
In realtà anche il metanolo non è che sia poi così pericoloso, ed è pure più economico: lo si distilla infatti dalla segatura; è che l'hanno demonizzato qui in italia/europa visto che è a basso costo e può facilmente sostituire l'alcool normale, evitando le accise.
In realtà, le informazioni relative alla pericolosità che girano in rete sono enormemente ingigantite; infatti, su una scala da 0 a 4 di pericolosità per l'uomo, negli USA gli viene conferito [B][U]UNO[/U][/B], con una LC50 (dose letale necessaria per uccidere il 50% dei soggetti) pari a circa 5gr / Kg, ovvero 350gr per un uomo di 70 Kg, ovvero quasi mezzo litro di alcool puro, visto che la densità è di 0,79! Link: QUI
A dosi un po' inferiori può comunque provocare gravi problemi: cecità e simili, ma comunque gli esempi che girano in rete qui in ambito europeo sono in ogni caso esagerati.
Non siete ancora convinti?
Bene, sappiate che senza un patentino apposito non vi è possibile acquistare alcool metilico, in compenso si potrebbe acquistare un sacco di sostanze senza alcun problema che sono infinitamente più tossiche
NeroCupo
IlNiubbo20 Maggio 2008, 16:50 #7
Originariamente inviato da: lonewolf9640
Senza contare che oltre al metanolo, esistono anche celle ad etanolo ( lo SPIRITO DI-VINO), che è molto meno pericoloso. E visto che quest'ultimo è relativamente economico da produrre,(http://www.hwupgrade.it/forum/showthread.php?t=1740419), credo che maggiori ricerche in questa direzione non possano altro che essere accolte con il massimo entusiasmo.


L'etanolo ha il grosso problema dell'umidità: se non si toglie tutta l'acqua i motori per come sono progettati adesso funzionano molto male. Per questo risultato si deve fare una distillazione (che richiede una certa quantità di energia) e pervaporazione in cotrocorrente (che richiede qualcosa di + di un alambicco). Fatto ciò bisogna tenerlo ben protetto perchè tende ad assorbire l'umidità.

Per il link che hai messo vorrei sapere se i 15 centesimi tengono appunto conto dell'energia. Sarei anche curioso di sapere ogno quanto cambiare i filtri che fanno saltare la pervaporazione.

A quanto ne so io (ho fatto la tesi della triennale sulla produzione del bioetanolo e biodiesel) produrli costa dalle 2 alle 2.5 volte la produzione della benzina.
IlNiubbo20 Maggio 2008, 16:54 #8
Originariamente inviato da: NeroCupo
In realtà anche il metanolo non è che sia poi così pericoloso, ed è pure più economico: lo si distilla infatti dalla segatura; è che l'hanno demonizzato qui in italia/europa visto che è a basso costo e può facilmente sostituire l'alcool normale, evitando le accise.
In realtà, le informazioni relative alla pericolosità che girano in rete sono enormemente ingigantite; infatti, su una scala da 0 a 4 di pericolosità per l'uomo, negli USA gli viene conferito [B][U]UNO[/U][/B], con una LC50 (dose letale necessaria per uccidere il 50% dei soggetti) pari a circa 5gr / Kg, ovvero 350gr per un uomo di 70 Kg, ovvero quasi mezzo litro di alcool puro, visto che la densità è di 0,79! Link: QUI
A dosi un po' inferiori può comunque provocare gravi problemi: cecità e simili, ma comunque gli esempi che girano in rete qui in ambito europeo sono in ogni caso esagerati.
Non siete ancora convinti?
Bene, sappiate che senza un patentino apposito non vi è possibile acquistare alcool metilico, in compenso si potrebbe acquistare un sacco di sostanze senza alcun problema che sono infinitamente più tossiche
NeroCupo


mi sa che tutte le restrizioni sull'alcol metilico sono dovute a quelle truffe col vino al metanolo degli anni '80 purtroppo.
ilratman20 Maggio 2008, 17:07 #9
Originariamente inviato da: IlNiubbo
A quanto ne so io (ho fatto la tesi della triennale sulla produzione del bioetanolo e biodiesel) produrli costa dalle 2 alle 2.5 volte la produzione della benzina.


costerebbe sempre 2.5 volte anche se se ne producesse in quantità come si produce la benzina adesso e una volta ammortizzati gli impianti??

non ne sono molto convinto.

altro punto a favore sarebbe la non dipendenza dal petrolio, cosa che non è del tutto da non tenere in considerazione, e la rigenerabilità delle fonti che possono essere molto varie.

solo che si deve regolamentare questa cosa e proibire per legge l'uso di granaglie o altre materie prime che vengono utilizzate per l'alimentazione umana che rischierebbero rincari ingiustificati e limitare la produzione di biocarburanti con materie vegetali tipo canna da zucchero o altri tipi di vegetazione come daltronde fanno da oltre 30 anni in brasile.
IlNiubbo20 Maggio 2008, 17:36 #10
Originariamente inviato da: ilratman
costerebbe sempre 2.5 volte anche se se ne producesse in quantità come si produce la benzina adesso e una volta ammortizzati gli impianti??

non ne sono molto convinto.


I costi elevati sono dovuti al fatto che la materia prima va coltivata raccolta lavorata. Solo in brasile la manodopera incide poco sul costo. Nonnostante questo anche lì devono detassare il bioetanolo per renderlo competitivo con la benzina. a questo si aggiunge il fatto che un litro di etanolo ha circa il 75% di energia di un litro di benzina.

altro punto a favore sarebbe la non dipendenza dal petrolio, cosa che non è del tutto da non tenere in considerazione, e la rigenerabilità delle fonti che possono essere molto varie.

solo che se cominci ad usare etanolo per lavorare l'etanolo i costi lievitano alla grande

solo che si deve regolamentare questa cosa e proibire per legge l'uso di granaglie o altre materie prime che vengono utilizzate per l'alimentazione umana che rischierebbero rincari ingiustificati e limitare la produzione di biocarburanti con materie vegetali tipo canna da zucchero o altri tipi di vegetazione come daltronde fanno da oltre 30 anni in brasile.


Aggiungo che in Brasile dovrebbero smetterla di abbattere foreste per coltivare la canna da zucchero, sennò l'ecologia del carburante (che comunque resta ad impatto ben diverso da zero) va a farsi benedire.

Per inciso la quantità di energia estratta dall'etanolo è circa lo 0,3% (al netto delle perdite e delle spese energetiche di lavorazione) di quella incidente sulla pianta durante la crescita.

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