Il coordinamento è avvenuto mediante riunioni periodiche di tutto il consorzio e frequenti scambi di informazione. La diffusione degli obiettivi e dei risultati ottenuti è avvenuta in una serie di presentazioni a convegno (8), seminari per il pubblico (4) e articoli su rivista specializzata (3). La sintesi e caratterizzazione dei materiali si è concentrata su elettrolita ed elettrodo aria. Per l'elettrolita sono state ottenute diverse composizioni a base di ossido di cerio, che sono state studiate dal punto di vista microstrutturale: in particolare la spettroscopia Raman ha consentito di identificare la formazione di domini di fase C nella matrice F con una sensibilità maggiore rispetto alle analisi XRD. Da queste analisi si deduce come nel caso del drogaggio simultaneo con due terre rare (Nd, Tm) l'intervallo composizionale a fase ibrida sia più esteso rispetto al caso di drogaggio con un solo elemento (ad esempio Sm), aprendo la possibilità di aumentare la conducibilità ionica e quindi la resa delle celle di elettrolisi. L'attività sull'elettrodo aria ha riguardato composizioni a struttura perovskitica esenti da Co (Ba0.5Sr0.5Cu0.2Fe0.8O3). Il materiale è stato sintetizzato in fase pura mediante la tecnica sol-gel. La fabbricazione degli elettrodi ha seguito tre linee di sviluppo: impregnazione di backbone poroso, elettrofilatura, laser texturing. In tutti i casi sono stati registrati avanzamenti significativi che consentiranno di sottoporre a test elettrochimico diverse configurazioni di cella. In particolare l'impregnazione ha consentito di ottenere una buona distribuzione dell'elettrocatalizzatore, l'elettrofilatura ha permesso di ottenere fibre ben formate, intrecciate e sufficientemente dense dopo sintering, il laser texturing ha consentito di ottenere strutture periodiche e microporose adatte alla realizzazione di elettrodi per slurry coating. Il testing elettrochimico ha riguardato la misura della conducibilità dei materiali elettrolitici preparati per drogaggio multiplo e la misura della polarizzazione di un campione di elettrodo aria in BSCuF. Le misure di conducibilità hanno confermato l'estensione del range composizionale utile, arrivando ad un valore massimo per un drogaggio del 30mol. %, concordemente ai risultati di spettroscopia Raman. L'attività di modellazione è iniziata sviluppando un modello di elettrolizzatore alcalino che tiene conto in maniera dettagliata dei fenomeni fisici. La convalidazione mediante dati sperimentali di letteratura dimostra una buona corrispondenza. Tale modello da un lato costituisce una robusta base di partenza per lo sviluppo del modello dell'elettrolizzatore ad ossidi solidi (SOEC). Dall'altro lato costituisce il primo passo dello sviluppo di un modello di simulazione dell'intero sistema elettrolizzatore-reattore di metanazione.
Progetto Coelus. Produzione di combustibile rinnovabile mediante CO-ELettrolisi e riUSo del diossido di carbonio
Presto S;Viviani M
2021
Abstract
Il coordinamento è avvenuto mediante riunioni periodiche di tutto il consorzio e frequenti scambi di informazione. La diffusione degli obiettivi e dei risultati ottenuti è avvenuta in una serie di presentazioni a convegno (8), seminari per il pubblico (4) e articoli su rivista specializzata (3). La sintesi e caratterizzazione dei materiali si è concentrata su elettrolita ed elettrodo aria. Per l'elettrolita sono state ottenute diverse composizioni a base di ossido di cerio, che sono state studiate dal punto di vista microstrutturale: in particolare la spettroscopia Raman ha consentito di identificare la formazione di domini di fase C nella matrice F con una sensibilità maggiore rispetto alle analisi XRD. Da queste analisi si deduce come nel caso del drogaggio simultaneo con due terre rare (Nd, Tm) l'intervallo composizionale a fase ibrida sia più esteso rispetto al caso di drogaggio con un solo elemento (ad esempio Sm), aprendo la possibilità di aumentare la conducibilità ionica e quindi la resa delle celle di elettrolisi. L'attività sull'elettrodo aria ha riguardato composizioni a struttura perovskitica esenti da Co (Ba0.5Sr0.5Cu0.2Fe0.8O3). Il materiale è stato sintetizzato in fase pura mediante la tecnica sol-gel. La fabbricazione degli elettrodi ha seguito tre linee di sviluppo: impregnazione di backbone poroso, elettrofilatura, laser texturing. In tutti i casi sono stati registrati avanzamenti significativi che consentiranno di sottoporre a test elettrochimico diverse configurazioni di cella. In particolare l'impregnazione ha consentito di ottenere una buona distribuzione dell'elettrocatalizzatore, l'elettrofilatura ha permesso di ottenere fibre ben formate, intrecciate e sufficientemente dense dopo sintering, il laser texturing ha consentito di ottenere strutture periodiche e microporose adatte alla realizzazione di elettrodi per slurry coating. Il testing elettrochimico ha riguardato la misura della conducibilità dei materiali elettrolitici preparati per drogaggio multiplo e la misura della polarizzazione di un campione di elettrodo aria in BSCuF. Le misure di conducibilità hanno confermato l'estensione del range composizionale utile, arrivando ad un valore massimo per un drogaggio del 30mol. %, concordemente ai risultati di spettroscopia Raman. L'attività di modellazione è iniziata sviluppando un modello di elettrolizzatore alcalino che tiene conto in maniera dettagliata dei fenomeni fisici. La convalidazione mediante dati sperimentali di letteratura dimostra una buona corrispondenza. Tale modello da un lato costituisce una robusta base di partenza per lo sviluppo del modello dell'elettrolizzatore ad ossidi solidi (SOEC). Dall'altro lato costituisce il primo passo dello sviluppo di un modello di simulazione dell'intero sistema elettrolizzatore-reattore di metanazione.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
