63 / 102
l’andamento della tensione che ne consegue. Se per
esempio alla membrana sono applicati 5V e sta fluen-
do una corrente di 5A, nel momento del distacco si
osserva sul carico una caduta di tensione di 50 mV
e ciò significa che la Rm è di 50 mV/5A = 10 m . Il
parallelo Re Ce mantiene infatti per un attimo il gra-
dino di 50 mV ma poi tensione e corrente scendono
rapidamente e ciò costringe a fare la misura con tem-
pestività. In ogni caso, i 10 m vanno distribuiti su
tutta la superficie della membrana e va considerato
che la precisione di questo calcolo rimane buona
solo se la membrana è piccola, ossia attorno a una
manciata di cm
2
ma, se si considerano membrane di
100 cm
2
o più, l’inerzia del rumore elettromagnetico
diventa non lineare e introduce un’approssimazione
valutabile solo in percentuale ma crescente con le di-
mensioni della membrana con valori che superano il
3-4% e possono arrivare persino al 10%. Pertanto, pur
essendo oltremodo economico e già molto diffuso fra
i costruttori di piccole batterie di ogni tipo questo me-
todo di test non va bene per le pile a combustibile di
medie e grandi dimensioni come ad esempio quelle
automotive per le quali ci sono i test EIS e HFR.
La spettroscopia dell’impedenza EIS, o “AC Impedance
Testing”, si esegue
applicando alla cel-
la un carico noto
e poi una corrente
continua sovrappo-
sta a una corrente
alternata sufficien-
temente
piccola
per non influire né
sul funzionamento
né sulle prestazioni
elettriche della rea-
zione elettrochimi-
ca. Quindi si misura
la tensione in uscita
composta da una
componente conti-
nua e una alterna-
ta, si divide per la
corrente applicata
e infine si sottrae la parte dovuta al carico ottenendo
l’impedenza equivalente della cella in funzione della
frequenza della corrente. Variando questa frequenza su
un ampio spettro dalla continua fino a circa 10 kHz si
osserva l’andamento dell’impedenza equivalente del-
la cella e, per esempio, alle basse frequenze si ottiene
come ESR la somma delle due resistenze Rm+Re.All’au-
mentare della frequenza l’impedenza della capacità le-
gata alla reazione elettrochimica comincia a diminuire
e quindi, alzando gradualmente la frequenza, si osser-
va che il condensatore equivalente si trasforma poco a
Fig. 2 – Il Fuel Cell Testing System NF
As-510-4 ha un modulo base per i test EIS
con potenza fino a 100 W e due unità spe-
cifiche per la valutazione dell’impedenza
e delle caratteristiche degli elettrodi
EDA/SW/T&M
FUEL CELL TEST