Riassunto analitico
Le fuel cells rappresentano una promettente tecnologia per la produzione di energia pulita ed efficiente sfruttando reazioni elettrochimiche e riducendo così le emissioni di gas serra rilasciate nell’ambiente.
L’obiettivo della presente tesi, in collaborazione con l’azienda Isotta Fraschini Motori S.p.A è caratterizzare una cella a combustibile a membrana polimerica (PEM) con potenza di 30 kW su Gt-Suite.
Il lavoro di caratterizzazione è svolto in modalità parametrica affinché possa esser utilizzato per eventuali applicazioni future. Parallelamente al lavoro di studio e definizione dello stack è effettuata una modellazione dei vari componenti del Bop, il quale include pompe, sensori, scambiatore di calore, guarnizioni, compressori, ventilatori di ricircolo o umidificatore.
Nella prima parte della tesi vi è una breve introduzione storica riguardo l’invenzione delle fuel cell e del loro impatto ambientale, a seguito è analizzato lo stato dell’arte delle celle a combustibile e delle tipologie presenti sul mercato.
Nella seconda parte si è svolto un lavoro di reverse engineering su software Gt_suite atto all’ottenimento di un modello di Stack in grado di ottenere risultati teorici il più vicino possibile ai risultati sperimentali in termini di curva di polarizzazione. Inoltre, vi è un’analisi di sensitività del sistema al fine di valutare come il modello risponda al variare delle condizioni operative in termini di efficienza.
Nella terza ed ultima parte vi è la caratterizzazione ed il dimensionamento dei vari componenti del Bop, nello specifico vengono analizzati i componenti del circuito di raffreddamento, quello anodico e catodico.
In conclusione, questa tesi offre una panoramica completa della modellazione di una fuel cell PEM 30 kW e del Bop su software Gt_Suite.
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