Studio della durabilità di GDL per celle a combustibile PEM e sviluppo di un MPL self-standing innovativo

Le problematiche legate al riscaldamento globale e all’inquinamento ambientale hanno suscitato un crescente interesse nella ricerca di fonti alternative di energia quali i generatori elettrochimici, ed in particolare le celle a combustibile a elettrolita polimerico. Tuttavia, affinché questa tecnologia possa realmente competere con sistemi convenzionali di generazione di potenza, è necessario migliorarne l’affidabilità e la durabilità, riducendo gli aspetti negativi che portano al degrado e a una durata ancora non del tutto soddisfacente dei componenti. Il lavoro sperimentale è stato diviso in due parti. La prima parte è stata dedicata allo studio della durabilità di due GDL per celle PEM. Il primo di tipo tessuto, reso idrofobico usando una dispersione di FEP, mentre il secondo di tipo paper, idrofobizzato in collaborazione con il Commissariato per l’Energia Atomica di Grenoble attraverso una riduzione elettrochimica di sali di diazonio. E’ stato studiato l’effetto dell’invecchiamento chimico e meccanico subìto da entrambi i campioni attraverso tecniche di indagine morfologica e sono state valutate le prestazioni in cella attraverso misure di polarizzazione e di potenza accoppiate a misure di spettroscopia d’impedenza. I risultati hanno dimostrato che l’effetto principale dei suddetti degradi è visibile nella perdita di strato idrofobizzante che ricopre le fibre dello strato macroporoso, influenzando l’idrofobicità dei campioni. Nella seconda parte è stata descritta la preparazione e la caratterizzazione di un innovativo MPL self-standing a base di ossido di grafene e nanotubi di carbonio con l’obiettivo di poter studiare ed analizzare le sue proprietà in maniera completamente indipendente dal GDL. Anche in questo caso il campione ottenuto è stato caratterizzato attraverso analisi morfologiche e prove elettriche in cella. I risultati hanno dimostrato come il trattamento termico e di idrofobizzazione vadano ad influire sulla morfologia e sulla struttura molecolare del campione, in particolare evidenziando migliori conducibilità e idrofobicità, ma una maggiore fragilità a causa della perdita di gran parte di gruppi funzionali contenenti ossigeno.