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rapporti - Deliverable

Prove funzionali dell’accumulatore di idrogeno ad idruri metallici HS 3000 previsto per l’accoppiamento con una cella a combustibile

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Prove funzionali dell’accumulatore di idrogeno ad idruri metallici HS 3000 previsto per l’accoppiamento con una cella a combustibile

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 01:52 pm

l’accoppiamento con una cella a combustibile. Nell’ambito dello sviluppo di un impianto prototipo per l’accumulo di energia elettrica mediante idrogeno [1], una delle attività centrali ha riguardato l’individuazione dell’accumulatore di idrogeno. Onde evitare i metodi di accumulo che impiegano gas compresso o liquefatto, i primi poco sicuri e i secondi troppo costosi, è stato scelto un metodo di accumulo basato sul fenomeno dell’assorbimento di idrogeno in particolari leghe metalliche con formazione di idruri [2]. Nella precedente attività [3], dopo aver provato con successo un accumulatore di piccole dimensioni (HS-140), era stato progettato e realizzato l’accumulatore HS-3000, previsto per l’accoppiamento con la cella a combustibile [4]. La lega metallica in polvere (che accumula idrogeno) utilizzata in HS-140 aveva mostrato che la scarica completa dell’idrogeno immagazzinato (190 Nlitri) avveniva se si lasciava scendere la pressione allo scarico fino a circa 1,1 bar (assoluti). Imponendo una pressione allo scarico non inferiore a 1,5 bar, come richiesto dalla cella a combustibile per poter raggiungere la potenza di 5 kW, la quantità di idrogeno scaricata non superava i 140 Nlitri (74 % del contenuto) e in effetti questa è stata la quantità di idrogeno scambiata durante i 60 cicli di carica/scarica dell’accumulatore HS-140. Al fine di poter utilizzare al meglio la capacità di accumulo della polvere metallica, su suggerimento del fornitore (LABTECH) per l’accumulatore HS-3000 si è deciso di impiegare una polvere metallica di composizione lievemente differente dalla precedente, in grado di rilasciare oltre l’80 % dell’idrogeno immagazzinato ad una pressione allo scarico non inferiore a 1,5 bar. Le maggiori dimensioni e l’impiego di una nuova polvere metallica hanno comportato l’esecuzione di una serie di prove funzionali dell’accumulatore HS-3000. Il presente Rapporto descrive i risultati ottenuti durante tali prove. In sintesi il comportamento dell’accumulatore si è mostrato coerente con quanto atteso. La quantità di idrogeno effettivamente scambiata durante i cicli di carica/scarica, con una pressione allo scarico mai inferiore a 1,5 bar, è stata di 2770 Nlitri (83 % dell’idrogeno totale immagazzinato). La potenza termica da fornire all’accumulo per ottenere una portata di rilascio attorno ai 45-50 Nlitri/min è stata di circa 1500-1700 W, pari ad un terzo della potenza termica dissipata dalla cella nelle condizioni di massima potenza elettrica erogata (5 kW). Tali risultati hanno portato alle seguenti conclusioni: – la nuova polvere metallica si è rivelata migliore della precedente per quanto riguarda la capacità di accumulo nell’intervallo di pressioni imposto – nonostante le dimensioni maggiori rispetto ad HS-140, le potenze termiche in gioco durante i cicli di carica/scarica dell’HS-3000 non sono state eccessive. Per raggiungere una capacità di accumulo complessiva di 9 Nm3 di idrogeno è possibile ricorrere ad un accumulatore di dimensioni maggiori, in sostituzione di altri due nuovi HS-3000 come inizialmente ipotizzato. Il nuovo accumulatore HS-9000 avrà una capacità di 9 Nm3 di idrogeno.

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