Celle a combustibile: produzione di elettricità e riscaldamento per l'autonomia energetica della tua casa

Le celle a combustibile sono dei sistemi elettrochimici in grado di convertire l’energia chimica del combustibile (idrogeno generalmente) direttamente in energia elettrica, energia termica e acqua secondo il processo inverso dell’elettrolisi. L’assenza di un ciclo termico di potenza, tipico di tutti i sistemi “classici” consente di ottenere dei rendimenti molto elevati.
Una cella ideale che opera cioè con idrogeno e ossigeno potrebbe consentire rendimenti variabili tra lo 83% ed il 94,5% a seconda della temperatura, stato fisicodell’acqua che costituisce il prodotto finale della reazione.
Questa tecnologia risale ai primi decenni dell‘800, ma solo negli ultimi anni si è intuito l’enorme potenziale in termini di risparmio di energia primaria e di riduzione di emissioni inquinanti che potrebbe derivare da una diffusione su grande scala di microcogeneratori basati su questa innovativa tecnologia.


Tecnologia delle celle a combustibile

Tecnologia delle celle a combustibile

Una cella a combustibile funziona come una batteria, cioè produce energia elettrica attraverso un processo elettrochimico ma differisce da quest’ultima in quanto consuma sostanze provenienti dall’esterno ed opera quindi senza interruzioni fintantoché al sistema viene fornito l’idrogeno (combustibile) e l’ossigeno o l’aria (ossidante).

Una cella è formata da due elettrodi di materiale poroso divisi da un elettrolita. Gli elettodi fungono da siti catalitici per le reazioni di cella che consumano principalmente idrogeno e ossigeno, con la produzione di acqua e il passaggio di corrente elettrica nel circuito esterno. La trasformazione elettrochimica viene accompagnata dalla produzione di calore che deve essere estratto per mantenere costante la temperatura di funzionamento della cella.

Vantaggi

  • Generazione simultanea di elettricità e calore
  • Efficienza eccezionale
  • Abbassamento delle emissioni di CO2
  • Garanzia di riscaldamento anche durante un'interruzione dell'alimentazione
  • Notevole abbassamento del  rumore
  • Facilità di  installazione e manutenzione
  • Facilità di controllo attraverso l'interfaccia utente, PC o laptop
  • Tecnologia innovativa (un passo verso il futuro)
  • Facilità di installazione come una comune caldaia

Impianto con cella a combustibile in una casa monofamiliare

Microcogeneratore a celle a combustibile in una casa monofamiliare

[1] Modulo a celle a combustibile
[2] Caldaia di supporto
[3] Adduzione / espulsione aria
[4] Contatore elettrico integrato
[5] Interfaccia di comunicazione
[6] Contatore elettrico (bidirezionale)
[7] Impianto elettrico della casa
[8] Rete elettrica pubblica
[9] Internet
[10] App Vitotrol
[11] Gas
[12] Acqua

Tecnologia matura ed affidabile

Le celle a combustibile per uso domestico sono una tecnologia ormai affidabile e matura. Soltanto in Giappone sono stati installati dal 2009 oltre 77000 apparecchi.