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Biofuel cells: new devices for energy production Stampa E-mail
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di Antonio Geracitano | Master MEA-AIEE, Università Roma Tre


             
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L’attenzione dei ricercatori è tornata recentemente ad esplorare anche le opportunità offerte dalle cosiddette BFCs, ovvero le Biological Fuel Cell, dove il termine “biologico” è dovuto al fatto che il combustibile e i catalizzatori impiegati sono, appunto, sostanze biologiche. In realtà non si tratta di una scoperta dell’ultima ora; tutt’altro. La conoscenza delle Microbial Fuel Cells (MFCs) risale ai primi scorci del ventesimo secolo. Negli Anni ‘60 l’interesse per le MFCs si riaccese grazie ai programmi di ricerca della NASA, che intendeva utilizzare i rifiuti organici proprio per la produzione di energia elettrica destinata all’alimentazione dei viaggi spaziali. L’affermarsi delle tecnologie fotovoltaiche fece però tramontare questa ipotesi e, con lei, anche un potenziale valore commerciale delle celle a combustibile microbiche. Ora, tuttavia, quell’interesse sembra riaccendersi. A differenza di altre fuel cell, ad oggi le BFCs non sembrano ancora in grado di offrire una produzione di energia tale da poter essere sfruttata su larga scala e il loro utilizzo sembra al momento limitato a possibili applicazioni di nicchia. Alla ricerca il compito di ampliare e moltiplicare queste opportunità!
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Biofuel cells (BFCs) convert the chemical energy of biofuels into electricity. Unlike traditional fuel cells, which employ metal catalysts, biofuel cells use biocatalysts. There are two different kinds of BFCs: Microbial Fuel Cells (MFCs) and Enzymatic Fuel Cells (EFCs).
MFCs use living cells to catalyze the electrode reactions of the fuel, whereas EFCs employ enzymes for this purpose. Simple fuel cell design and low cost of the main fuel cell components make BFCs an attractive development prospect for use in niche applications, however they suffer from limited power output mainly due to material constrains.



Introduction
Nowadays, among the various technology options that can be proposed and investigated for decreasing the atmospheric concentration of carbon dioxide and in general pollution, renewable energy technologies can been considered as one of the most valuable strategies.
Among energy technologies, fuel cells (FCs) offer interesting perspective in terms of energy efficiency and environmental impact. FCs are electrochemical devices that convert chemical energy from a fuel directly into electric current at high thermodynamic efficiency, reaching up to 80 percent. If fuel is hydrogen and oxidant is oxygen (typically from the air), the only waste product is water. [...]



FCs could be classified by the kind of used electrolyte. Another type of classification can be done considering the operating temperature of the fuel cells. High-temperature fuel cells operate above 600 °C and include Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) and Molten Carbonate Fuel Cells (MCFCs). Otherwise, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFCs), Alkaline Fuel Cells (AFCs) and Phosphoric Acid Fuel Cells (PAFCs) are classified as lowtemperature fuel cells. PEMFCs employ an ion exchange membrane as electrolyte (e.g. Nafion). [...].

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