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VI Power POWER 16 - MAGGIO 2018 Nonostante un significativo ampliamento negli ultimi anni delle infrastrutture per la generazione e la tra- smissione di energia, l’India soffre ancora di un deficit energetico del 2,1% e circa 20.000 villaggi sono anco- ra isolati dalla rete. Inoltre, la distribuzione di elettrici- tà nelle zone urbane e rurali è ancora inaffidabile. Di conseguenza, la produzione di energia decentralizzata è spesso affidata a generatori diesel. Questi generatori, sebbene economici, non sono per nulla efficienti e com- portano grandi rischi per la salute e per l’ambiente. Ecco perché il National Chemistry Laboratory (NCL) in India, insieme ad altri due laboratori del Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), il Central Electrochemical Research Institute (CECRI) e il Natio- nal Physical Laboratory (NPL), stanno studiando una tecnologia più pulita, economica e affidabile che ali- menterà dapprima le torri di trasmissione e, in seguito, gli edifici. Una soluzione promettente al problema dei costi e dell’inquinamento potrebbe essere rappresenta- ta dalle celle a combustibile con membrana a scambio protonico (celle a combustibile PEM o PEMFC, mostrate in Fig. 1), che stanno prendendo il posto di tecnologie energetiche più datate per molte applicazioni. Grazie al loro basso impatto ambientale, al livello di rumorosità contenuto, alla compatibilità di alimentazione e all’ec- cellente possibilità di sinergia con altre fonti di energia rinnovabile, queste celle possono essere potenzialmente utilizzate nei trasporti, negli edifici residenziali, negli uf- fici e in alcuni settori industriali. Le celle a combustibile PEM hanno un’efficienza complessiva che supera il 30% (rispetto al 22-25% dei generatori diesel) e, quando fun- zionano con solo idrogeno, il vapore acqueo è la loro unica emissione. All’interno di una cella a combustibile PEM Le celle a combustibile PEM contengono un assemblag- gio membrana-elettrodo (Membrane Electrode Assem- bly, MEA) che comprende strati diffusivi gassosi, elettro- di e una membrana elettrolitica polimerica. All’interno del MEA avvengono reazioni elettrochimiche che gene- rano energia. In una singola cella a combustibile PEM, l’idrogeno fluisce verso l’anodo, dove, in presenza di un catalizzatore, viene scisso da reazioni chimiche in pro- toni ed elettroni. Una rete di nanoparticelle in carbo- nio negli elettrodi conduce gli elettroni: si genera così corrente elettrica per l’alimentazione di un dispositivo, prima che gli elettroni raggiungano il catodo dall’altro lato. Nel frattempo, i protoni migrano e diffondono at- traverso la membrana a scambio protonico e l’ossigeno proveniente dall’aria è trasportato attraverso uno strato diffusivo gassoso (Gas Diffusion Layer, GDL) all’interno del MEA per raggiungere il catodo (Fig. 2). I protoni reagiscono con l’ossigeno e con gli elettroni nei siti attivi del catalizzatore all’interno del catodo formando acqua, che insieme al calore è l’unico sottoprodotto di queste Lexi Carver Celle a combustibile per sostituire i generatori diesel in India I ricercatori del National Chemistry Laboratory hanno messo a punto una cella a combustibile ecologica ed economica che rimpiazzerà i generatori diesel, inaffidabili e inquinanti, che alimentano le torri di trasmissione in India Figura 1 – Una cella a combustibile PEM