Che cos'è un generatore di celle a combustibile?
Un generatore di celle a combustibile è un dispositivo che genera elettricità attraverso reazioni elettrochimiche anziché la combustione di combustibile. Sebbene siano spesso associati a tecnologie di idrogeno puro, i generatori di celle a combustibile possono utilizzare una varietà di fonti di combustibile, compresi i combustibili fossili tradizionali come il gas naturale. Un generatore di celle a combustibile utilizza più celle a combustibile raggruppate in una "pila" insieme a componenti di supporto per produrre elettricità della tensione e della corrente desiderate. I generatori che utilizzano la tecnologia delle celle a combustibile sono stati prodotti in una varietà di dimensioni, che vanno da piccole unità portatili a generatori di dimensioni di trattori-rimorchi in grado di alimentare piccole città.
Il cuore di ogni generatore di celle a combustibile sono le celle a combustibile, che usano reazioni elettrochimiche anziché la combustione del combustibile per produrre elettricità. Ciò rende la tecnologia delle celle a combustibile molto più pulita rispetto ai generatori convenzionali, che producono sottoprodotti come ceneri, anidride carbonica e inquinanti che formano lo smog mentre si accendono e bruciano carburante. Esistono molti tipi di celle a combustibile e nella loro costruzione può essere usata un'ampia varietà di materiali, ma il principio di base rimane lo stesso: una fonte di combustibile innesca molteplici reazioni chimiche con componenti della cella a combustibile per produrre elettroni. Sebbene siano spesso considerati sinonimo di energia a idrogeno, le celle a combustibile possono utilizzare combustibili fossili tradizionali come il gas naturale. Un combustibile alternativo, come biogas o metano, può essere utilizzato anche in molti progetti.
Una singola cella a combustibile da sola non può creare elettricità sufficiente per essere utile nella maggior parte delle applicazioni, quindi sono spesso raggruppate in quella che è nota come pila di celle a combustibile. Il numero di singole celle in una pila dipende dall'uso previsto del sistema e un grande generatore di celle a combustibile può includere più pile. Oltre alla pila o alle pile, il generatore contiene altri componenti come l'isolamento, i serbatoi di stoccaggio del carburante e i dispositivi utilizzati per estrarre idrogeno da diverse fonti di carburante. Se il generatore viene utilizzato per integrare o sostituire la rete elettrica, è necessario utilizzare un inverter per convertire la corrente continua (CC) prodotta dalle celle a combustibile in corrente alternata (CA) utilizzata nella rete e negli elettrodomestici.
Poiché il numero di celle a combustibile in una pila può variare, un generatore di celle a combustibile può avere una vasta gamma di dimensioni. Alcuni prodotti molto piccoli sono destinati alla ricarica di dispositivi elettronici di consumo, come telefoni cellulari e notebook. I generatori di celle a combustibile residenziali, che generalmente producono tra 1 e 5 chilowatt, sono spesso utilizzati in qualcosa chiamato sistema combinato di energia e calore (CHP) per fornire a casa elettricità e calore. Le unità di dimensioni maggiori di trattori-rimorchi possono essere utilizzate dalle società di servizi per alimentare energia extra nella rete elettrica durante i periodi di forte domanda. Sono state prodotte unità mobili per alimentare auto, autobus, sottomarini e persino veicoli spaziali.