Pre-dimensionamento dello stack. Prototipazione della componentistica

La crescente necessità di ridurre le emissioni nel settore marittimo richiede lo sviluppo di soluzioni energetiche avanzate, capaci di garantire efficienza, affidabilità e integrazione a bordo. Le celle a combustibile rappresentano una tecnologia particolarmente promettente, ma la loro adozione richiede una progettazione accurata che tenga conto delle condizioni operative tipiche delle applicazioni navali. Il presente report illustra le attività di pre-dimensionamento di uno stack di celle a combustibile progettato per funzionare in ambiente marino e soddisfare requisiti prestazionali elevati. L’attività ha riguardato la definizione dei parametri chiave del sistema, tra cui potenza richiesta, tensione ottimale di cella, numero di celle e configurazione del sistema di raffreddamento. Il lavoro si è basato su curve di polarizzazione sperimentali ottenute da stack operanti in ossigeno sviluppati presso il CNR ITAE di Messina, permettendo una progettazione fondata su dati reali. Per soddisfare i requisiti di efficienza superiori al 60% e le richieste di compattezza e robustezza, è stata progettata un’architettura impilata con raffreddamento a liquido, realizzata con materiali idonei all’ambiente marino. Sono stati inoltre ottimizzati la distribuzione dei reagenti e i percorsi del fluido di raffreddamento, al fine di ridurre le perdite di pressione e garantire condizioni operative uniformi. Il report presenta anche la progettazione dei principali componenti elettrochimici e meccanici, inclusi membrane-electrode assembly (MEA), piatti bipolari e testate, selezionati e modellati per massimizzare prestazioni, durata e tenuta ai gas. Nella fase conclusiva è stato sviluppato il disegno esecutivo dei componenti e avviata la loro fabbricazione.