Veicoli economici a celle combustibili più vicini a diventare una realtà

Nello sforzo di sviluppare forme alternative di energia, le PEMFC basate su combustibile idrogeno hanno suscitato un ampio interesse per applicazioni nel campo dei trasporti. Una componente chiave delle PEMFC che contribuisce in modo significativo al loro costo e al loro peso, oltre che al volume dello stack, è il piatto bipolare (BPP). Anche se quelli basati su metalli sono particolarmente allettanti, è necessario un rivestimento protettivo per evitare la corrosione e mantenere bassa la resistenza di contatto all’interfaccia.

I BPP servono per separare il combustibile dai gas ossidanti, distribuire i gas reagenti alle celle e far passare il flusso di elettroni attraverso lo stack PEMFC. Nel progetto STAMPEM (“Stable and low cost manufactured bipolar plates for PEM fuel cells”), finanziato dall’UE, gli scienziati stanno migliorando i materiali di rivestimento esistenti o ne stanno sviluppando di nuovi per i BPP che sono fatti con materiali economici.

Gli scienziati stanno lavorando su differenti materiali e concetti per ideare un BPP economico e con elevate prestazioni che soddisfi sia i requisiti tecnici che quelli economici. Nitruri metallici, polimeri conduttivi e compositi al carbonio vengono sviluppati e testati.

STAMPEM sta esaminando e sviluppando nuove tecniche per ottenere una buona adesione e una bassa resistenza di contatto tra il substrato metallico del BPP e il rivestimento. I partner del progetto stanno inizialmente testando i rivestimenti ex situ in una configurazione elettrochimica a tre elettrodi. Visto che il materiale è promettente, essi stanno ulteriormente studiando la sua idoneità in una reale cella combustibile con tecniche in situ. Piatti metallici strutturati sono rivestiti e messi in una cella test su piccola scala dove prove da sforzo accelerate degradano i materiali del piatto.

Finora, le prove da sforzo accelerate dei BPP nelle celle combustibili hanno mostrato rivestimenti con proprietà equivalenti all’acciaio inossidabile rivestito in oro che serve da punto di riferimento. Il lavoro sulla produzione e lavorazione dei BPP sta procedendo, con pretrattamento del substrato, tecniche di rivestimento e processo di stampa che rappresentano gli aspetti più importanti.

STAMPEM sta facilitando l’implementazione del Piano strategico europeo per la tecnologie energetica (Piano SET), aiutando a sviluppare tecnologie idonee a commercializzare veicoli a idrogeno e celle combustibili. Oltre alle applicazioni per l’industria automobilistica, le scoperte del progetto potrebbero avere delle implicazioni positive anche per la produzione stazionaria di energia.