Fino ad oggi la produzione di energia elettrica è avvenuta tramite l'impiego di sistemi elettromeccanici (dinamo o alternatori), i quali sono mossi da sistemi propulsivi di varia origine, alcuni ecologici come il vento o l'acqua dei fiumi, altri altamente inquinanti come la combustione di idrocarburi oppure la reazione nucleare. Nei paesi industrializzati il fabbisogno di energia elettrica è tale per cui le centrali idroelettriche e eoliche, non riescono a soddisfare la domanda e infatti la maggioranza delle centrali sono di tipo termoelettrico o termonucleare.
Nel caso delle centrali di tipo termico l'efficienza totale è composta per il 20% da energia elettrica e l'80 % energia termica quale sottoprodotto del processo.
Da tutto ciò si evince che nelle centrali di tipo termico diventa economicamente strategico vendere il calore di scarto del ciclo.

Negli ultimi tempi, il costante aumento della domanda di energia elettrica, unito alla necessità di decentrare la produzione dell'energia stessa a causa della consapevolezza che l'alta tensione sulla grid di distribuzione genera grandi dissipazioni e inquinamento elettromagnetico dannoso per la salute, hanno dato vita, a livello internazionale, ad una nuova filosofia di produzione e distribuzione dell'energia, la così detta "ENERGIA DISTRIBUITA", ossia la realizzazione di tante piccole centrali elettriche collegate in parallelo alla grid. Un aspetto estremamente interessante è costituito dal fatto che i privati cittadini e aziende, potranno istallarsi una mini centrale termoelettrica, diventando di fatto produttori di energia elettrica, magari cedendo alla grid l'eccesso di energia prodotta. A tale scopo anche in Italia è stata costituita la "borsa elettrica", strumento utile a regolamentare sia il prezzo di vendita del kw-ora, sia il prezzo dell' combustibile utilizzato per la produzione di energia elettrica.
Un interessante mercato per l'energia distribuita, sono i paesi in via di industrializzazione, dove per causa dell'elevato costo di investimento, non esiste una grid di distribuzione elettrica capillare compromettendone lo sviluppo.
Nel panorama globale, quasi la totalità dell' energia elettrica, viene prodotta con sistemi termici, partendo dal piccolo gruppo elettrogeno portatile per uso hobbystico, finendo alla grande centrale elettrica. In fatti i rendimenti elettrici convenzionali vanno dal 14 % del gruppo elettrogeno, fino al 20% della grande centrale a turbina.

Alla luce di questa realtà, le CELLE a COMBUSTIBILE si collocano come il migliore sistema distribuito per la produzione di energia.
Infatti il loro rendimento si attesta attorno al 50%, ciò significa che l'energia prodotta, rapportata al combustibile utilizzato, costa meno della metà dell'energia prodotta con sistemi tradizionali.
L' aspetto che conferisce ancora più importanza strategica alle celle a combustibile, consiste nella assenza totale di emissioni inquinanti in atmosfera, infatti la cella a combustibile converte per via elettrochimica (senza combustione) l'idrogeno e l'ossigeno dell'aria direttamente in corrente elettrica, generando come sottoprodotto del processo acqua calda e calore riutilizzabili a scopi civili. Qualora l'idrogeno non fosse disponibile, tramite un fuel processor è anche possibile utilizzare un idrocarburo come combustibile, emettendo in atmosfera meno della metà dell'inquinamento prodotto dalla migliore centrale termoelettrica tradizionale. Ad esempio, si può immettere metano con emissione di sola anidride carbonica.

La tecnologia delle celle combustibili è ora matura per una diffusione commerciale altamente competitiva, rivestendo un ruolo importantissimo nella produzione di energia elettrica su larga scala.

 

FUNZIONAMENTO
Elettrochimica e processo

Progetto Idrogeno per Arezzo