Caratterizzazione elettrochimica e test di stress accelerato del GDE per l’ottimizzazione della formulazione dell’inchiostro catalitico della reazione di riduzione dell’ossigeno di una PEMFC = Electrochemical characterization and accelerated stress testing of the GDE for the optimization of the catalytic ink formulation for the oxygen reduction reaction of a PEMFC

Martina Prastaro

Caratterizzazione elettrochimica e test di stress accelerato del GDE per l’ottimizzazione della formulazione dell’inchiostro catalitico della reazione di riduzione dell’ossigeno di una PEMFC = Electrochemical characterization and accelerated stress testing of the GDE for the optimization of the catalytic ink formulation for the oxygen reduction reaction of a PEMFC.

Rel. Alessandro Hugo Antonio Monteverde. Politecnico di Torino, Master of science program in Chemical And Sustainable Processes Engineering, 2024

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Abstract

Le celle a combustibile con membrana a scambio protonico (PEMFC) a bassa temperatura sono una tecnologia avanzata per la produzione di energia elettrica, attraverso la reazione chimica tra idrogeno e ossigeno con l'acqua come unico sottoprodotto. Questa tecnologia è particolarmente interessante per la transizione energetica: l’efficienza nella conversione dell'energia chimica dell'idrogeno in elettricità è relativamente alta, e il processo di produzione di energia avviene senza la generazione di inquinanti atmosferici se viene impiegato idrogeno verde. Inoltre la flessibilità d'uso le rende adatte a diversi settori e contribuisce a ridurre la dipendenza da combustibili fossili. In particolare risultano una promettente soluzione per de-carbonizzare il settore dei trasporti pesanti.

Il costo elevato dei catalizzatori a base platino, necessari alle temperature operative, spinge verso l’ottimizzazione del carico di Pt tenendo presente che nei due elettrodi non è uniforme: la reazione di riduzione dell'O2 (Oxigen Reduction Reaction - ORR) al catodo è cineticamente più lenta rispetto all'ossidazione dell'H2 all'anodo, quindi cineticamente controllante rispetto all’intero processo