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Motore elettrochimico a Sole e acqua

Pubblicato in data 27-05-2014 destinato a tutti

Trasmesso da alunni classi 5^C e 5^E il 22/05/2014

Nello studio delle tecnologie relative alle risorse rinnovabili e all'efficienza energetica l'idrogeno è ormai considerato come il combustibile del futuro per le sue particolari caratteristiche che ne fanno una fonte di energia ideale. La produzione di idrogeno per via elettrolitica è un metodo conveniente per accumulare energia solare che è per sua natura discontinua. Tramite il fotovoltaico l'energia radiante viene trasformata in energia elettrica che presenta il limite di dover essere immediatamente utilizzata, immettendola nella rete, senza possibilità di immagazzinamento. L'energia elettrica prodotta e non utilizzabile può essere rasformata in energia chimica mediante produzione di idrogeno. Il motore elettrochimico utilizza come combustibile l'idrogeno e l'aria come comburente. Non è inquinante perché dalla combustione si ottiene solo acqua. La tecnologia sfruttata dal sistema non è matura per gli elevati costi di conversione delle varie forme di energia impiegate. Il progetto è un utile esercizio intellettuale anche se applicazioni di nicchia sono da tempo consolidate.

 

 

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Il funzionamento dell'autovettura elettrica è semplice. La radiazione luminosa a contatto col pannello fotovoltaico emette fotoni in grado di eccitare gli elettroni che acquistano un moto unidirezionale nel verso p-n a causa del campo elettrico che si forma per diffusione nella giunzione di due strati di silicio mono o poli cristallino, drogati con P (fosforo) e B (boro). Il flusso di elettroni, nell'elettrolizzatore, reagisce al catodo con l'acqua liberando idrogeno gassoso e OH- i quali si spostano verso l'anodo, dove avviene la semireazione di parziale riduzione degli ossidrilioni a O2 con riformazione di acqua e immissione di elettroni nel circuito esterno. L'H2 e l'O2 prodotti alimentano il motore elettrochimico costituito da due elettrodi e da una membrana polimerica che separa i due poli del generatore. Al polo positivo (anodo) l'H2 si ossida ad idrogenione che passa attraverso la membrana polimerica e si scarica al polo negativo (catodo) dove l'O2 dell'aria arriva e si trasforma in acqua mediante la classica semireazione elettrodica di riduzione: 2H+ + 2e- +1/2 O2 → H2O. Il flusso di elettroni del circuito esterno è la corrente continua che alimenta il motore elettrico dell'autovettura.

 

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