Romeri - ConferenzaGNL

Primo workshop tematico in preparazione della Terza Conferenza GNL
GNL a chilometro zero
Tecnologie della criogenia, mini e micro liquefazione applicate a metano e biometano
16 luglio 2014
Facoltà di Ingegneria
Università Politecnica delle Marche
Ancona
Primo workshop tematico in preparazione della Terza Conferenza GNL
GNL a chilometro zero
Celle a combustibile e GNL
Valentino Romeri
Esperto
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Mario Valentino Romeri 2008
Perché le celle a combustibile?

Le celle a combustibile (fuel cell) sono sistemi elettrochimici che convertono
l’energia chimica di un combustibile direttamente in energia elettrica, senza che
avvenga alcun processo di combustione termica, ottenendo quindi rendimenti di
conversione più elevati rispetto a quelli tipici delle macchine termiche.

Una cella a combustibile funziona in modo analogo a una batteria, producendo
energia elettrica attraverso un processo elettrochimico ma, a differenza della pila,
consuma sostanze provenienti dall’esterno e può funzionare senza interruzioni,
finché al sistema è fornito il combustibile e l’ossidante (ossigeno/aria).

Perché le Celle a combustibile?

Perché presentano caratteristiche molto interessanti nei confronti dello sviluppo
sostenibile:

migliorano l’efficienza dei sistemi di produzione elettrica e di trasporto e
contribuiscono al risparmio energetico,

consentono una importante diversificazione delle fonte energetiche,

Permettono il contenimento delle emissioni inquinanti in atmosfera.
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Diversi tipi di celle a combustibile

Le celle a si caratterizzano prevalentemente in base all’elettrolita che utilizzano:

Celle alcaline (AFC, Alkaline Fuel Cell), elettrolita idrossido di potassio

Celle a elettrolita polimerico (PEFC, Polymer Electrolyte Fuel Cell), elettrolita membrana polimerica

Celle a metanolo diretto (DMFC, Direct Methanol Fuel Cell), elettrolita membrana polimerica

Celle ad acido fosforico (PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell) elettrolita acido fosforico

Celle a carbonati fusi (MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell), elettrolita soluzione di carbonati alcalini

Celle a ossidi solidi (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell), elettrolita materiale ceramico (ossido di zirconio)
Fonte: www.wnwa.it
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Gas naturale, GNL e celle a combustibile

Il gas naturale è il combustibile che direttamente o indirettamente alimenta le tre
principali tipologie di celle a combustibile:

le MCFC e le SOFC, sono alimentate direttamente con gas naturale;

le PEFC, sono alimentate ad idrogeno, generalmente prodotto mediante lo steam
reforming del metano.

Il GNL solo di recente è stato utilizzato direttamente nelle celle a combustibile; in
Corea del Sud.

Tre esempi concreti, utili per utili per una riflessione strategica:

Corea del Sud, la ricerca di base;

USA, dal prototipo al mercato;

Corea del Sud, l’applicazione specifica.
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Corea del Sud, la ricerca di base:
Produzione di idrogeno da steam reforming di GNL
Fonte: www.sciencedirect.com
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USA, dal prototipo al mercato:
La Tri-generazione
Fonti: http://energy.gov, www.fuelcellenergy.com
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Corea del Sud, le applicazioni specifiche:
MCFC alimentate a GNL (1/2)
2008: Low-Carbon,
Green Growth
strategy.
2009:National
Strategy for Green
Growth with a Fiveyear Plan for Green
Growth.
Settembre 2013
Posco Energy
ordine per fornitura di
una MCFC di 300 kW
da Korea Gas
Corporation
(KOGAS).
MCFC è alimentata
dal boil-off gas (BOG)
prodotto nel terminale
GNL di Samcheok.S
Fonti: www.iphe.net, www.businesskorea.co.kr
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Corea del Sud, le applicazioni specifiche:
MCFC alimentate a GNL (2/2)
Fonte: www.iphe.net
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Un accenno all’Europa
Fonti: www.fch-ju.eu, www.new-ig.eu
http://ec.europa.eu/research/participants/portal/desktop/en/opportunities/h2020/calls/h2020-jti-fch-2014-1.html
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Grazie per l’attenzione!
Contatto: [email protected]
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