Ottimizzazione termica di un sistema a idrogeno = Thermal Optimization of a hydrogen system

La produzione di energia elettrica utilizzando energie rinnovabili comporta un problema intrinseco, è strettamente legata alla disponibilità di vento e sole, la presenza delle fonti può essere disaccoppiata temporalmente rispetto al fabbisogno energetico, questa caratteristica rende necessario trovare soluzioni valide ed efficienti per immagazzinare l'energia prodotta in modo da renderla disponibile in ogni momento. L'idrogeno, con una grande versatilità di utilizzo in diversi campi, può essere utilizzato come un'alternativa molto interessante per lo stoccaggio dell'energia. Esistono principalmente tre modalità di stoccaggio a seconda della fase: gassosa, liquida, solida. Nel nostro sistema lo stoccaggio avviene con fase solida, eseguita con la tecnologia degli idruri metallici. Un modo per eseguire la conversione dell’idrogeno in energia elettrica è utilizzare una cella a combustibile, ovvero una tecnologia in grado di convertire l’idrogeno utilizzando solo acqua e calore come sottoprodotti in modo efficiente e sicuro. Nel corso degli anni queste tecnologie sono state oggetto di numerose ricerche e sono state ampiamente migliorate. Tuttavia, ci sono ancora molte sfide legate al loro utilizzo, come il miglioramento delle prestazioni, la competitività dal punto di vista economico, l'aumento della durabilità e molte altre. La ricerca ha il ruolo chiave per migliorare queste tecnologie in nell'ampia gamma di caratteristiche. Lo scopo di questo lavoro è quello di eseguire lo studio di un sistema sperimentale, basato sulla produzione, lo stoccaggio e la conversione in energia dell'idrogeno, con particolare attenzione agli aspetti di gestione termica dei componenti, con l'obiettivo di migliorarne il comportamento termico al fine di comprenderlo meglio e aumentarne l’efficienza e la durata di funzionamento. Abbiamo eseguito una procedura sperimentale, studiando il comportamento degli idruri metallici durante la fase di adsorbimento e desorbimento, notando una relazione tra la sua temperatura operativa e la durata dei processi, quindi abbiamo proposto alcuni miglioramenti di configurazione per cercare di migliorarne il comportamento. Abbiamo provato a mettere a contatto i serbatoi ad idruro di metallo con l'acqua, ottenendo una temperatura dei serbatoi più stabile e una durata del processo di desorbimento più lunga, con una capacità di idrogeno maggiore rispetto al caso normale. Abbiamo fatto lo stesso con l’olio di cocco al posto dell’acqua, ma in questo caso non abbiamo ottenuto risultati così positivi come con l’acqua. Abbiamo inoltre provato ad accoppiare termicamente la cella a combustibile ed iserbatoi ad idruri di metallo per sfruttare il calore rilasciato dalla cella a combustibile per ottenere una temperatura più stabile dell'acqua che circonda i serbatoi, e per aumentare l'efficienza della cella a combustibile. Abbiamo ottenuto un leggero miglioramento ma c'è ancora la possibilità di raggiungere risultati migliori.