L’Università di Chalmers e il degrado delle celle a combustibile
I ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, hanno sviluppato un metodo per capire come le celle a combustibile si degradano nel tempo
I ricercatori della Chalmers University of Technology hanno recentemente sviluppato un metodo per studiare gli effetti dell’invecchiamento delle celle a combustibile, tracciando una particella specifica nella cella durante l’uso. Il gruppo di ricerca ha studiato un’intera cella a combustibile smontandola a intervalli regolari. Utilizzando microscopi elettronici avanzati, sono stati in grado di seguire il degrado dell’elettrodo catodico in aree specifiche durante i cicli di utilizzo. Gli studi precedenti sono stati condotti sulle cosiddette semicelle, che sono simili (ma non uguali) alla metà di una cella a combustibile, realizzate in condizioni che differiscono significativamente dalla cella a combustibile reale.
Alcune precisazioni sulle celle a combustibile da parte della Chalmers
Il nucleo di una cella a combustibile è costituito da tre strati attivi, due elettrodi – rispettivamente anodo e catodo – con al centro una membrana che conduce gli ioni. Ogni singola cella fornisce una tensione di circa 1 volt. Gli elettrodi contengono materiale catalitico e vi si aggiungono idrogeno e ossigeno. Il processo elettrochimico che ne deriva genera acqua pulita ed elettricità che può essere utilizzata per alimentare un veicolo. I veicoli alimentati con celle a combustibile a idrogeno sono limitati da una durata di vita relativamente breve, perché i componenti delle celle a combustibile, come gli elettrodi e le membrane, si degradano nel tempo.
Ricerca sia a livello nano che micro
«In precedenza si era ipotizzato che le prestazioni sarebbero state influenzate dal fatto che la cella a combustibile potesse essere smontata e studiata proprio nel modo in cui abbiamo proceduto noi, ma si è scoperto che questa ipotesi non è corretta», ha affermato il responsabile della ricerca Björn Wickman, professore associato presso il Dipartimento di Fisica di Chalmers. I ricercatori di Chalmers sono stati in grado di esplorare il modo in cui il materiale delle celle a combustibile si degrada sia a livello nanometrico che microscopico e di individuare esattamente quando e dove si verifica il degrado. Ciò fornisce informazioni preziose per lo sviluppo di celle a combustibile nuove e migliorate con una durata di vita più lunga. «Da quando ci siamo limitati a osservare l’invecchiamento della cella a combustibile dopo l’uso, siamo ora in grado di esaminare la fase intermedia», spiega la dottoressa di ricerca Linnéa Strandberg di Chalmers. «La possibilità di seguire una singola particella scelta all’interno di un’area specifica ci ha permesso di comprendere molto meglio i processi di degradazione. Una maggiore conoscenza di questi processi è un passo importante per la progettazione di nuovi materiali per le celle a combustibile o per regolare il controllo della cella a combustibile».
