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RICERCA SISTEMA ELETTRICO

CELLE A COMBUSTIBILE PER COGENERAZIONE DA BIOMASSE

Tema di ricerca 5.2.5.11: Sviluppo di tecnologie innovative per le applicazioni stazionarie cogenerative delle celle a combustibile anche con l’utilizzo di biogas e biomasse

Referente: Angelo Moreno
angelo.moreno@enea.it

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Le celle a combustibile rappresentano una promettente tecnologia per generazione distribuita e cogenerazione e possono dare importanti contributi nell’impiego dei combustibili fossili e nella catena Waste to Energy, con diminuzione delle emissioni di CO2.

Le attività della ricerca hanno riguardato principalmente:

  • sviluppo di processi a basso costo e basso impatto ambientale per produzione di elettrodi e matrice di supporto elettrolita per celle a carbonati fusi (MCFC); sono state prodotte matrici in γ-LiAlO2 di dimensioni fino al m2 e ottimizzato il processo produttivo;
  • sviluppo di sistemi con celle MCFC alimentati con biogas da rifiuti e residui agricoli e zootecnici, con messa a punto di processi di digestione e co-digestione anaerobica e studio del loro accoppiamento con le celle: sono stati sperimentati processi di clean per la rimozione dell’H2S dal biogas e caratterizzate le monocelle MCFC per definire il principale meccanismo di avvelenamento da zolfo; l’analisi sperimentale ha riguardato anche gli effetti del monossido di carbonio, presente in quantità elevate nel biogas; è stato implementato un modello del sistema gassificatore–celle e progettato il collegamento tra un gassificatore e uno stack MCFC da 125 kW; è proseguito lo sviluppo di uno strumento georeferenziato che fornisca dati sui potenziali produttivi del settore biomasse per ambiti territoriali;
  • studio di sistemi ibridi celle+turbogas, che incrementano di alcuni punti il già elevato rendimento dei sistemi a celle, e valutazione dell’impiego di celle MCFC per la cattura dell’anidride carbonica da gas combusti di grandi impianti emissivi; la capacità massima di rimozione della CO2 da un impianto MCFC da 1 MW è stimabile in circa 11.000 tonnellate annue, in condizioni di alto rendimento elettrico;
  • supporto tecnico-scientifico ai Ministeri MSE e MATTM per la definizione di programmi nel settore dell’idrogeno e delle celle a combustibile e per la partecipazione alle collaborazioni internazionali.

Scenario di riferimento, obiettivi, risultati

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