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Indagine sul comportamento elettrico del nickel idrogenato: risultati della sperimentale

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Indagine sul comportamento elettrico del nickel idrogenato: risultati della sperimentale

All’interno del Sottoprogetto “Scenari e tecnologie di generazione a lungo termine” (FUTGEN), che appartiene al Progetto “Evoluzione innovativa della generazione di energia elettrica (EVINGEN), è stata svolta una attività sperimentale finalizzata ad una indagine sul comportamento elettrico del nickel idrogenato. In particolare la sperimentazione aveva lo scopo di misurare un’eventuale forza elettromotrice generata da un filo di nickel opportunamente caricato con idrogeno. L’origine di questa indagine risiede nel fatto che durante alcune esperienze su sistemi Ni-H [1] [2] [3], finalizzate alla misura dell’energia termica generata in una barretta di Ni idrogenato, immersa in un campo magnetico, e alla rivelazione della eventuale radiazione associata (neutroni e/o gamma), ai capi di tale barretta è stata osservata una tensione elettrica di entità tele da non poter essere attribuita ad eventuali effetti termoelettrici [4]. Poiché tale tensione potrebbe essere indice di un fenomeno di conversione diretta di energia, si è deciso di procedere ad una sperimentazione dedicata, amplificando i parametri che presumibilmente hanno concorso a generare questa tensione. Mediante un apparato sperimentale progettato e realizzato ad hoc [5] un filo di nickel è stato mantenuto in atmosfera di idrogeno alla pressione di 1,2 bar, a temperature comprese tra 300°C e 500°C e in presenza di un campo magnetico parallelo al filo stesso. In tali condizioni il nickel avrebbe dovuto assorbire idrogeno con una discreta velocità di caricamento, raggiungendo la saturazione in un periodo di tempo attorno ai 15-20 giorni. Vicino alla saturazione avrebbe poi dovuto manifestarsi il fenomeno atteso, cioè una tensione ai capi del filo di nickel. Durante l’esperimento però il nickel ha mostrato una velocità di caricamento estremamente bassa; da una stima fatta il periodo di tempo necessario al raggiungimento della saturazione avrebbe dovuto essere di almeno una decina di mesi. Poiché, però, contemporaneamente si è manifestato un fenomeno inatteso, che di fatto ha annullato la possibilità di valutare la quantità di idrogeno realmente assorbita dal nickel, l’esperimento è stato sospeso. Il fenomeno inatteso consisteva in un assorbimento di idrogeno, o perdita selettiva (tipo membrana), da parte del tubo di acciaio inox della cella di contenimento. Poiché l’assorbimento dell’idrogeno da parte del nickel poteva essere valutato solamente tramite il calo della pressione all’interno della cella, il sovrapporsi di un ulteriore calo di pressione dovuto all’acciaio inox, per di più decisamente preponderante rispetto al calo dovuto al nickel, ha praticamente annullato ogni possibilità di conoscere la quantità di idrogeno effettivamente assorbita dal nickel. In vista di un eventuale esperimento futuro, a conclusione dell’attività sono state individuate due azioni da intraprendere sicuramente: 1. utilizzare nickel opportunamente drogato (qualche per 1000) per aumentare la velocità di assorbimento dell’idrogeno; 2. potenziare il raffreddamento della parete esterna della cella (nel tratto caldo) in modo che l’acciaio inox non possa mai raggiungere temperature >200°C e quindi siano evitati i fenomeni di assorbimento (o perdita selettiva) riscontrati. L’esperimento descritto nel presente Rapporto conclude il ciclo delle attività dedicate alla conversione diretta, che hanno avuto inizio con un’indagine sullo stato dell’arte dei generatori Seebeck [6].

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