Ricercatori sviluppano nuove pile al boroidruro diretto ad alta potenza capaci di generare una tensione elettrica doppia rispetto a quella prodotta dalle convenzionali pile a idrogeno convenzionali.
di Lisa Ovi
L’elettrificazione del settore dei trasporti, uno dei più importanti consumatori di combustibili fossili al mondo, è fondamentale per un futuro di resilienza ambientale. Perchè avvenga, è fondamentale creare celle a combustibile ad alta potenza (stand alone o in combinazione con batterie) che possano facilitare il passaggio ai veicoli elettrici, che si tratti di automobili e camion, o barche e aeroplani.
Un gruppo di ingegneri della Washington University di St. Louis ha sviluppato ora pile al boroidruro diretto ad alta potenza (DBFC) capaci di produrre una differenza di potenziale elettrico doppia rispetto alle convenzionali pile a idrogeno. Condotta sotto la direzione di Vijay Ramani, professore di ingegneria energetica, ambientale e chimica, la ricerca è stata pubblicata dalla rivista Cell Reports.
L’idea di creare pile a combustibile alimentate a liquido in alternativa alle pile a idrogeno tradizionali promette di eliminare la necessità di trasportare e immagazzinare idrogeno. Simili pile potrebbero alimentare veicoli sottomarini automatici, droni ed anche aerei elettrici, il tutto a fronte di una significativa riduzione dei costi. Applicate agli attuali veicoli elettrici come estensori di portata, potrebbero renderli più appetibili al pubblico.
I ricercatori sono partiti dallo sviluppo di un reagente pionieristico, identificando una gamma ottimale di portate, le necessarie strutture per il campo di flusso e i tempi di permanenza che consentono un funzionamento ad alta potenza. Questo approccio affronta le sfide chiave nei DBFC, in particolare la corretta distribuzione di combustibile e ossidante e la mitigazione delle reazioni parassitarie. La creazione di pile al boroidruro di sodio diretto sono state a lungo ostacolata dalla formazione di bolle di idrogeno sulla superficie del catalizzatore. Il nuovo progetto del campo di flusso ne minimizza l’impatto.
La squadra di ricerca ha anche dimostrato come una singola pila a combustibile sia capace di una differenza di potenziale elettrico pari a 1,4 o superiore, doppia rispetto a quella ottenuta con celle a combustibile a idrogeno convenzionali. Questo raddoppio nelle prestazioni consentirebbe di progettare pile a combustione più piccole, leggere ed efficienti, con un significativo vantaggio gravimetrico e volumetrico per le pile utilizzate in campo commerciale.
Ridurre o eliminare le reazioni collaterali è fondamentale a qualunque progresso nel campo delle pile a combustibile. La maggior parte delle ricerche condotte in tal senso sono concentrate sullo sviluppo di nuovi catalizzatori la cui adozione e diffusione non è semplice. Gli stessi produttori di pile a combustibile sono riluttanti ad adottare nuovi materiali.
(lo)
