Sperimentazione di un sistema integrato "Fuel Processor/Polymer Electrolyte Fuel Cell" alimentato a GPL per la generazione elettrica stazionaria (1 kWe)

This work describes the activities performed in ENEA during 2008-2010 and it deals with the analysis of a small scale cogeneration system based on a 1 kWe Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC). It is a prototype consisting of the integration of LPG fuel processor (APS 1000, supplied by Helbio SA) with 1 kWe-PEM fuel cell stack (32 cells of 278 cm2, supplied by Exergy FC). An integrated analysis of the fuel cell stack and mass and energy balances were obtained. Efficiency maps for a varying fuel utilization and current density of the stack are taken into account.

Questo rapporto tecnico presenta l’attività di ricerca realizzata dall’ENEA sul tema dello “Sviluppo delle celle a combustibile e dei sistemi per le loro applicazioni”. Tale attività è stata finanziata dal FISR (Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca) per il periodo 2005-2008 (poi prorogato al 2009) nell’ambito del programma strategico “Nuovi sistemi di produzione e gestione dell’energia” del Ministero dell’Economia e delle Finanze, del Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca e del Ministero dell’Ambiente, della Tutela del Territorio, delle Politiche Agricole e Forestali. Scopo dell'attività è stata la realizzazione e la sperimentazione dell’unità di generazione elettrica Orion 1 CHP fornita da Morphic. Tale sistema è un prototipo costituito dall’integrazione del fuel processor APS 1000 alimentato a GPL, progettato e realizzato da Helbio SA (già testato nel laboratorio del Centro Ricerche Casaccia nel periodo giugno-settembre 2008) con lo stack di celle a combustibile di tipo PEM da 1 kWe (32 celle da 278 cm2) prodotte da Exergy FC. Tale attività di ricerca è stata condotta dal ‘Laboratorio Sviluppo Processi Chimici e Termofluidodinamici per l’Energia’ (SPCT) della ‘Divisione di Produzione, Conversione e Uso Efficienti dell’Energia’ (PCU) appartenente al “Dipartimento di Tecnologie Energetiche’ (DTE) del Centro di Ricerca ENEA Casaccia (ex Unità Tecnica Fonti Rinnovabili, Laboratorio Idrogeno e Celle a Combustibile).