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ENEA - divisione Fusione

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Reattore a Membrana (Progetto MIUR)

Reformer a membrana per la produzione di idrogeno da idrocarburi:
compiti di ENEA-FUSIONE (Tecnologie-Lab. Membrane)

Task 1
L’ENEA nell’ambito del Task 1 si occuperà dello sviluppo e produzione di membrane metalliche: le principali caratteristiche di queste membrane dovranno essere la completa selettività (i.e. produzione di idrogeno ultrapuro), la stabilità chimico-fisica e le buone prestazioni in termini sia di elevati flussi di idrogeno sia di costi contenuti rispetto alle attuali membrane commerciali in lega di palladio. In particolare, verranno costruite membrane rolled (ottenute per laminazione e saldatura per diffusione) e membrane metalliche composite (costituite da sottili strati in lega di palladio supportati su strutture di rinforzo in nichel o in acciaio inox). Queste membrane di palladio dovranno essere ottimizzate tenendo conto degli impieghi reattoristici.

Task 3
Con riferimento al Task 3 è prevista la esecuzione di prove di permeazione di lunga durata finalizzate a verificare le caratteristiche delle membrane precedentemente sviluppate e costruite. Una volta caratterizzate, queste membrane verranno impiegate per la costruzione di reattori a membrana per la produzione di idrogeno ultrapuro mediante reazione di deidrogenazione.

Task 5
L’ENEA partecipa, inoltre, alla progettazione e costruzione del reattore a membrana (Task 5): l’esperienza maturata nella realizzazione di membrane e moduli a membrana consentirà di curare particolari accorgimenti quali la scelta della geometria ottimale (fascio tubiero, impaccamento di lamine o dischi, ecc.), i sistemi di tenuta tra le membrane e i moduli, la scelta dei materiali con riferimento ai problemi legati ai cicli termici ed all’utilizzo di idrogeno (problemi di infragilimento e di tenuta).

Task 6
L’ENEA partecipa anche alla esecuzione di prove di caratterizzazione dei reattori a membrana (Task 6): verranno verificate le prestazioni in termini di produzione di idrogeno e di conversione nelle condizioni operative relative alle reazioni di interesse.

Task 8
Verranno quindi condotte prove sul sistema integrato costituito dal reattore a membrana e dalla cella a combustibile nell’ambito del Task 8. Questo sistema verrà provato accoppiato ad un motore elettrico in un banco prova motori che dovrà simulare le condizioni operative relative ai vari cicli di funzionamento di un veicolo elettrico. In particolare, verranno verificati il rendimento complessivo del sistema, la qualità e la quantità delle emissioni gassose e la rumorosità.

Task 9
Infine, l’ENEA coordinerà le attività condotte nel contesto del Task 9 e finalizzate alla analisi dei risultati ottenuti con particolare riferimento ai costi sia del sistema realizzato (500 W) sia delle potenziali applicazioni di taglia maggiore (decine di kW). Queste attività prevedono anche l’analisi degli aspetti socio-economici delle potenziali applicazioni e la valutazione dell’impatto ambientale eseguendo il confronto con i sistemi tradizionali alternativi.

"tasks" degli altri partners: