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• elettrolizzatori
• fuel cells
• modellazione
• simulazione

Il crescente inquinamento e l’impatto ambientale della nostra società mettono il nostro pianeta in una posizione critica. Le risorse rinnovabili e l’energia ‘green’ sono oggi più importanti che mai nella lotta al cambiamento climatico. Le tecnologie delle celle a ossidi solidi (SOC), utilizzate sia nelle fuel cell che nell'elettrolisi, offrono soluzioni promettenti per varie applicazioni in diversi campi. Questo studio si concentra principalmente sulla modellazione e sulla simulazione sia della struttura segmentata della cella a ossidi solidi che delle celle a flussi incrociati. Un modello generalizzato 1D + 1D di stack segmentato è stato sviluppato sulla base di un design segmentato 2x2 esistente. Inoltre, è stato sviluppato un modello 2D di stack a flussi incrociati utilizzando parametri dimensionali, termici ed elettrochimici ottenuti dalla letteratura. Il processo di modellazione presentato inizia con i componenti di base e si estende alla sviluppo dei modelli necessari per testare i diversi stack di cell con simulazioni di vario tipo. I modelli dei banchi prova sono stati costruiti per stack a flusso incrociato, stack segmentati generalizzati e stack a flussi concorrenti. Sono state effettuate simulazioni per diverse condizioni operative, tra cui elettrolisi di acqua, co-elettrolisi, co-elettrolisi pressurizzata con e senza aggiunta di metano nel flusso di alimentazione e infine in modalità fuel cell.

The increasing pollution and environmental impact of our society puts our planet in a critical position. Renewable resources and green energy are now more important than ever in combating climate change. Solid oxide cell (SOC) technologies, used in both fuel cells and electrolysis, offer promising solutions for various applications in different fields. This study primarily focuses on modeling and simulating both segmented cell and crossflow cell. A 1D + 1D general segmented stack model is developed based on an existing 2x2 segmented design. Additionally, a 2D crossflow stack model is created using dimensional, thermal and electrochemical parameters obtained from literature. The modelling process presented begins with the base components and extends to the building of test rigs models required form simulation. Test rigs models are constructed for crossflow, general segmented and existing co-flow stacks. Simulations are carried out for different operating conditions including steam electrolysis, co-electrolysis, pressurized co-electrolysis with and without methane addition in the feed stream and fuel cell mode.