Questo rapporto completa la Milestone 6.3.1.6 del Progetto Generazione 21. Attraverso attività di studio, descritte nel documento CESI RdS A5019594 “Studi e valutazioni sperimentali per il superamento delle criticità tecniche ed economiche correlate all’impiego di celle a carbonati fusi in sistemi di generazione distribuita, anche alla luce delle sperimentazioni presenti in ambito nazionale” e nei suoi allegati, e ad azioni sperimentali specifiche, illustrate qui di seguito, viene fornito un quadro completo sull’attuale grado di rimozione di alcune criticità della tecnologia di cella a combustibile a carbonati fusi (MCFC) e su come le soluzioni adottate si ripercuotono sui costi e sulle caratteristiche dell’impianto, con particolare riferimento all’impiego in sistemi di generazione distribuita. Nell’ultima parte dello studio riportato nel documento CESI RdS A5019594 si è cercato di quantificare la criticità del requisito di abbattimento dei composti solforati presenti nei gas di alimentazione e confrontare le soluzioni fin qui adottate dai vari costruttori. Si è cercato in particolare di determinare l’impatto sulle prestazioni dell’accumulo di zolfo nella cella, e segnatamente di stabilire il limite sull’accumulo complessivo ammesso, la punta ammissibile in ingresso combustibile come transitorio di breve periodo, ed i limiti nel caso di applicazioni senza ricircolo dell’anidride carbonica al catodo (es. alimentazione del catodo con fumi). Nella Milestone sono state previste azioni sperimentali, descritte in questo documento e finalizzate allo studio dei processi di avvelenamento da composti solforati. Le prove sperimentali sono state condotte al CESI su monocelle da laboratorio di fabbricazione AFCo. AFCo ha messo a disposizione per queste prove tre monocelle. Purtroppo per problemi occorsi alla postazione di prova, ora risolti, solo una delle tre celle ha potuto essere condizionata correttamente e utilizzata per le prove di avvelenamento. La cella è stata sperimentata a pressione atmosferica. Sono state individuate congiuntamente ad AFCo condizioni di prova e punti di lavoro il più possibile rappresentativi di quelli previsti per un impianto pressurizzato a 3.5 bar ed al tempo stesso compatibili con l’attuale configurazione delle postazioni CESI. In particolare sono state scelte miscele di gas diluite con azoto sia all’anodo che al catodo. Le prove di avvelenamento sono state condotte sostituendo parte dell’azoto puro di diluizione con azoto contenente quantità certificate (da 20 a 200 ppm) di H 2 S o SO 2 . L’utilizzo di gas inerte con quantitativi di H 2 S o SO 2 di questo ordine di grandezza non richiede infatti particolari precauzioni, oltre a quelle normalmente adottate per la manipolazione di bombole di gas compressi. Sono state condotte prove di avvelenamento sia lato anodo con H 2 S, sia lato catodo con SO 2 , verificando i limiti di recupero della cella dopo un trattamento della durata complessiva di un paio di giorni. Caratteristiche ad utilizzo costante, misure di utilizzo catodico ed anodico sul punto di lavoro, misure di resistenza interna ed analisi dei gas di processo sono state effettuate sia durante le prove di avvelenamento

sia dopo i lavaggi della cella con gas puri. I dati più significativi sono riportati e discussi nel presente documento. Le prestazioni iniziali di cella dopo un trattamento con un contenuto moderato di H 2 S, equivalente ad una concentrazione tra 0,5 e 1,0 ppm su un impianto pressurizzato a 3,5 bar, sono state quasi completamente recuperate mediante un lavaggio della cella con gas puri. Per contro, un trattamento con un quantitativo dieci volte superiore di H 2 S all’anodo ha irreversibilmente danneggiato la cella. I risultati ottenuti mostrano che la tolleranza dell’attuale componentistica di cella AFCo a brevi esposizioni all’H 2 S è in linea con i dati di letteratura.