alternative fuels and vehicles veicoli elettrici a cellule di combustibile carlos sousa ageneal,...
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ALTERNATIVE FUELS AND VEHICLES
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VEICOLI ELETTRICI A CELLULE DI
COMBUSTIBILE
Carlos Sousa
AGENEAL, Local Energy Management Agency of
Almada
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SUMMARY
1. Funzionamenti di una cellula di combustibile
2. Produzione, trasporto e stoccaggio dell’idrogeno
3. Alcune proposte dai produttori
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FUNZIONAMENTO DI UNA CELLULA DI COMBUSTIBILE
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FUNZIONAMENTO DI UNA CELLULA DI COMBUSTIBILE
Exhaust
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FUNZIONAMENTO DI UNA CELLULA DI COMBUSTIBILE
Caratteristiche principali
• Ogni cellula: 0.5 – 1 V
• Intensità: 0.3 – 1 A cm2
• Potenza: 0.3 – 0.5 W/cm2
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FUNZIONAMENTO DI UNA CELLULA DI COMBUSTIBILE
Esempio: 2 x 100 cellule ( 40 cm x 40 cm)
2 x (100 x 0.7) x (40 x 40 x 0.375) = 2 x (70 V x 640 A) = 84 kW (114 CV)
Ballard 900
107 CV
72 kg
34 x 24 x 75 cm
Volume 61 L
1,3 kW / L
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FUNZIONAMENTO DI UNA CELLULA DI COMBUSTIBILE
15 to 35% 30 to +50%
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Cellula di combustibile per un bus passeggeri,MAN
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SFIDE PER IL FUTURO• Costo:
• 400 €/kW (7 x prezzo di un carburante convenzionale)
• Cellula completa: € 20 000,00 (benzina € 3 000,00)
• Affidabilità
• Risposta a regimi transitori
• Problemi con le basse temperature (below 0 ºC)
• Contaminazione da idrogeno
• Adattamento al veicolo
• Bisogno di idrogeno (produzione, trasporto e stoccaggio)!!
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PRODUZIONE, TRASPORTO E STOCCAGGIO DI H2
1. Produzione “industriale”
• Elettrolisi dell’acqua? Gas naturale? Raffineria dell’olio?
• Fonti rinnovabili
• Rete di distribuzione? (non esiste!)
• Costo, investimenti
• Sicurezza e accettazione sociale
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PRODUZIONE, TRASPORTO E STOCCAGGIO DI H2
2. Produzione decentralizzata (alle stazioni di rifornimento)
• Da cosa? (elettrolisi dell’acqua? Gas naturale? Altro)
• Costo dell’apparecchiatura
• Sicurezza e accettazione sociale
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PRODUZIONE, TRASPORTO E STOCCAGGIO DI H2
Per quanto riguarda il posto di produzione (stazioni di rifornimento o impianti industriali)
• Sistema di rifornimento
• Sicurezza
• Tempo di rifornimento
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PRODUZIONE, TRASPORTO E STOCCAGGIO DI H2
Stoccaggio a bordo…
• Gas compresso @ 300 bar? (densità molto bassa)
• Liquido a –253 ºC? (alta evaporazione, bassa densità)
• Matrice solida? (rapporto peso/volume)
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PRODUZIONE, TRASPORTO E STOCCAGGIO DI H2
3. Produzione a bordo con un riformatore
• Dal gas naturale, metanolo, etanolo?
• Petrolio?
• Problemi
• Efficienza del sistema
• Costo
• Tecnologia
• Emissioni – Non risolve il “Problema Carbone”
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Necar 5 e Jeep Commander (2000; CH3OH)Necar 4 (1999)
Necar 1 (1994)
Necar 3 (1997; CH3OH)
Necar 2 (1996)
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Opel Hydrogen 1
• Liquido H2 (75 Litres; 5 kg H2)
• Pila con 200 cellule (59/27/50 cm)
- 150 – 200 V; 90 kW/ 122 CV
- 68 kg
• Batteria ausiliaria
• Peso: 1575 kg
• 0-100 km/h – 16 s
• Velocità max: 140 km/h
• Autonomia: 400 km
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PROGETTO DIMOSTRATIVO - CUTE
• Clean Urban Transport for Europe, CUTE
• Progetto dimostrativo che testa e valuta le performance operative di autobus ad idrogeno per il trasporto pubblico
• 10 città europee (Barcellona, Madrid, Londra, Amburgo, Lussemburgo, Stoccolma, Amsterdam, Stoccarda, Porto)
• 3 Daimler-Chrysler autobus per la città
• Metodi diffrenti di produzione di idrogeno(Rinnovabili – energia idroelettrica, gas naturale, raffinerie)
• Valutazione dei costi, infrastrutture, ciclo vitale, emissioni, etc.
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Grazie per la vostra attenzione!