Progetto R&S - FUEL CELLS - H2&DIGEN

Soggetti attuatori
1. CRS4 surl – Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna
2. Consorzio Pisa Ricerche
3. CNR-IRC Napoli
4. Università degli Studi di Genova
5. EniTecnologie spa (San Donato Milanese)
6. Enel Produzione spa
7. Riello spa (Legnago)
8. Università degli Studi di Napoli

Descrizione
L'idea di fondo di questo progetto è quella di integrare sistemi di produzione di idrogeno innovativi con impianti di generazione termoelettrica alimentati con combustibili fossili/biomasse o sistemi di termovalorizzazione di residui/rifiuti. Si tratta di sviluppare ricerche e sperimentazioni che consentano di realizzare sistemi di produzione di idrogeno e separazione di CO2 presso siti che impieghino combustibili tradizionali e non, con l'obiettivo di ridurre al minimo il costo di produzione di questo nuovo vettore energetico e di minimizzare l'impatto ambientale. Un elemento necessario per sviluppare quest'idea è la determinazione dell'intervallo di purezza dell'idrogeno prodotto che influenza le prestazioni dei sistemi finali che lo utilizzano. Noto il livello di purezza, il punto fondamentale da studiare è l'integrazione tra il sistema di produzione di idrogeno e i sistemi che tradizionalmente impiegano i combustibili di partenza, studi che permettono di selezionare i processi più idonei e/o sviluppare nuovi processi e nuove tecnologie di produzione particolarmente economiche ed ambientalmente compatibili. Per quanto riguarda la purezza è necessario valutare il comportamento dei diversi componenti destinati all'impiego dell'idrogeno. In linea di principio i sistemi che possono utilizzare idrogeno nella generazione elettrica distribuita sono le microturbine, le celle a combustibile, i sistemi termofotovoltaici e i motori Stirling. Mentre per le celle, stante l'attuale tecnologia, è necessaria un'elevata purezza, per le microturbine e gli altri microgeneratori questa caratteristica è meno stringente. Va comunque considerato che la combustione di idrogeno nelle turbine a gas produce ossidi di azoto in quantità maggiori che nella combustione a metano per cui vengono investigati, per raggiungere l'obiettivo zero emission, il processo di combustione catalitica, nonché quegli accorgimenti (staging, premiscelazione) propri delle combustione low-NOx.
Le attività saranno prevalentemente di tipo sperimentale e saranno svolte su impianti di piccola taglia già esistenti o da realizzare ad hoc impiegando strumentazione e sistemi di analisi specifici. L'attività sperimentale sarà affiancata da una consistente modellistica matematica tesa a simulare i processi per approfondirne gli aspetti più critici e valutare le problematiche della dinamica e dello scaling up dei processi.
Il progetto si sviluppa secondo tre aree:
A) Produzione dell'idrogeno,
B) Utilizzazione dell'idrogeno per la generazione elettrica distribuita e
C) Valutazioni Tecniche Economiche e Ambientali.

Obiettivi
Uno scopo del progetto è quello di integrare sistemi di produzione di idrogeno innovativi con impianti di generazione termoelettrica alimentati con combustibili fossili/biomasse o sistemi di termovalorizzazione di residui/rifiuti. Questo scopo sarà perseguito sviluppando ricerche e sperimentazioni che consentano di realizzare sistemi di produzione di idrogeno e separazione di CO2 presso siti che impieghino combustibili tradizionali e non. Obiettivo finale del progetto è quello di ridurre al minimo il costo di produzione di questo nuovo vettore energetico, l'idrogeno, e di minimizzare l'impatto ambientale.

Risultati attesi
1. Sistemi integrati di produzione dell'idrogeno con impianti di generazione termoelettrica.
2. Sistemi di purificazione dell'idrogeno ottenuto da processi di reforming.
3. Modelli di analisi dei dispositivi combustivi dell'idrogeno a bassa temperatura.
4. Modelli di analisi dei dispositivi di cleaning dell'idrogeno.

Finanziamenti
MIUR – Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (FISR).

Tempi di realizzazione
Tre anni.

Data inizio: 1 gennaio 2006
Data fine: 31 dicembre 2007.