Utilizzo di materiali alternativi nella realizzazione di matrici per celle a carbonati fusi

Abstract

Le celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC) rappresentano una tecnologia promettente per la transizione energetica poiché consentono di produrre energia pulita con la simultanea segregazione di CO2 da eventuali gas esausti da trattare. Tuttavia, a causa della limitata durata operativa, sono in corso numerosi studi per consolidare la loro diffusione. I principali componenti che costituiscono le MCFC sono: anodo, catodo, elettrolita e matrice. Quest’ultima rappresenta un elemento critico per il loro funzionamento, poiché riveste un ruolo determinante nelle prestazioni della cella. Il seguente studio si occupa nello specifico della produzione e caratterizzazione delle matrici con l’obiettivo di sostituire un componente tossico attualmente impiegato. L’analisi effettuata prevede l’utilizzo di tecniche quali porosimetria, grazie alla quale è stata studiata la porosità e la distribuzione dei pori, e microscopia elettronica a scansione (SEM) che ha permesso di valutare la morfologia del campione. Al termine di questo studio è stato effettuato un confronto delle proprietà morfologiche delle matrici realizzate con quelle di una matrice ottenuta utilizzando la ricetta tradizionale e precedentemente testata mostrando ottime prestazioni. Il confronto ha consentito di individuare una nuova soluzione molto promettente per future applicazioni.

Molten carbonate fuel cells (MCFCs) represent a promising technology for the energy transition because they allow the production of clean energy with the simultaneous segregation of CO2 from any exhaust gases to be treated. However, due to their limited operating life, numerous studies are underway to consolidate their diffusion. The main components that make up MCFCs are: anode, cathode, electrolyte and matrix. The latter represents a critical element for their operation, since it plays a decisive role in the performance of the cell. The following study deals specifically with the production and characterization of matrices with the aim of replacing a toxic component currently used. The analysis carried out involves the use of techniques such as porosimetry, thanks to which the porosity and distribution of the pores were studied, and scanning electron microscopy (SEM) which allowed the morphology of the sample to be evaluated. At the end of this study, a comparison was made of the morphological properties of the matrices made with those of a matrix obtained using the traditional recipe and previously tested showing excellent performance. The comparison allowed to identify a new solution very promising for future applications.