Matteo Riberi
Multiphysics modelling of an indirectly irradiated reactor for solar thermochemical fuel production: Optimal operation and integration of perovskite redox materials.
Rel. Domenico Ferrero, Francesco Orsini, Salvatore Guccione, Massimo Santarelli. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Energetica E Nucleare, 2025
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- Tesi
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Abstract
La produzione di combustibili basata su processi termochimici rappresenta un promettente approccio per immagazzinare in modo efficiente energia solare, sfruttando materiali redox per favorire la reazione di dissociazione delle molecole d’acqua e/o anidride carbonica. Questo processo permette di produrre idrogeno rinnovabile e carburanti sintetici con un’efficienza teorica molto alta, grazie all’assenza di step intermedi di conversione di energia. Nonostante ciò, lo sviluppo di tali sistemi è ostacolato da basse efficienze sperimentali raggiunte finora, principalmente dovute alle alte temperature richieste, perdite per irraggiamento e un limitato grado di riduzione dei materiali redox considerati tutt’ora, quali la ceria. Per migliorare le performance, materiali alternativi come le perovskiti o migliorie nel design dei reattori, fra cui configurazioni irradiate indirettamente con recupero di calore, sono state esplorate.
Questo studio investiga lo step di riduzione di un reattore indirettamente irradiato contenente ceria, sfruttando un modello 3D multi-fisico sviluppato sul software commerciale COMSOL Multiphysics®
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