D.5.2.2 Sviluppo di materiali per SOFC quali elettrocatalizzatori resistenti allo zolfo, elettroliti di nuova generazione, catodi selettivi e coatings. D.5.2.3 Sviluppo e test di validazione di celle a combustibile SOFC integrate con un reformer alimentato con diesel marino (UNIME, CNR ITAE, RPS). (R.E. 35/16)

La scelta di effettuare l'ossidazione di combustibili anche di natura diversa dall'H2 direttamente sullo strato anodico in assenza di umidificazione è strategico in termini di efficienza, in quanto elimina o semplifica i processi a monte quali pre-reforming e desolforazione, ed in termini di semplicità di impianto e durata. Sebbene, l'impianto sperimentale previsto dal progetto si compone di una sezione per il trattamento del combustibile, i rischi associati alla non completa rimozione di zolfo e al non completo reforming del diesel a syngas sono concretamente elevati specie in considerazione della complessità del fuel (diesel marino). È prevedibile infatti che grosse percentuali di metano verranno comunque prodotti in seguito ad una conversione non ottimale del combustibile, come pure percentuali variabili di zolfo potrebbero essere trasportate dal fuel a causa di malfunzionamenti temporanei e non prevedibili. Entrambi gli effetti si tradurrebbero in un rischio elevatissimo per un impianto SOFC tradizionale; senza contare il fatto che una mancata alimentazione di combustibile in seguito ad una manovra di allarme per possibili contaminanti rappresenterebbe un rischio ancora maggiore per l'impianto. Pertanto è indispensabile individuare delle soluzioni che in qualche maniera possano mitigare gli effetti derivanti da un cattivo funzionamento del reformer. In aggiunta, soluzioni per una diminuzione delle complessità di impianto, di mitigazione degli effetti di corrosione derivanti dall'apporto controllato di acqua e dell'avvelenamento derivante dall'impiego di odoranti a base di zolfo sono auspicabili. Pertanto l'attività di questa unità è stata rivolta in primo luogo alla mitigazione di tali complicazioni e ad un complessivo miglioramento della stabilità di processo. Altra parte consistente del lavoro svolto da questa unità operativa è stata rivolta allo studio e all'individuazione dei materiali elettrolitici e catodici (quest'ultimi sviluppati dall'UO. CNR-ISMN Palermo) più promettenti per operare a temperature intermedie (600-800°C). Infine, questa unità operativa si è occupata di assemblare un impianto da 500 Wel proof-of-concept e di dimostrane il funzionamento in presenza di diesel riformato Tali obiettivi hanno richiesto il passaggio attraverso una serie di risultati intermedi che verranno discussi in questa relazione seguendo un percorso logico ovvero di caratterizzazione-chimico fisica di anodi a base di lega di Ni in combinazione con ceria drogata con gadolinia (CGO), studio e caratterizzazione di elettroliti anionici a base di ceria e di gallato di lantanio (LSGM) con conducibilità almeno pari a 0.01 S/cm a 750 °C, implementazione di catodi operanti a temperature intermedie, messa a punto impianto mono-cella, realizzazione di un ministack, realizzazione di un impianto pilota e testing di validazione finale.