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ichnos77
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| Inviato il: 31/3/2011,17:45
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Daniel Nocera, professore del MIT, sostiene di aver creato quello che egli stesso definisce come “uno dei Santi Graal della scienza”: la foglia artificiale.
Si tratta di un dispositivo, grande quanto una carta da gioco, che imita il processo di fotosintesi delle foglie reali ma con un’efficienza 10 volte superiore.
Esposto alla luce solare, è in grado di scindere l’acqua in ossigeno e idrogeno, da utilizzare poi per alimentare una cella a combustibile e produrre così energia elettrica.
Oltre all’efficienza, un altro lato positivo è il costo contenuto: i catalizzatori utilizzati – realizzati in nichel e cobalto – non comportano spese proibitive.
www.youtube-nocookie.com/watch?v=mkesNbzViT4&feature=player_embedded
Immagine Allegata: Foglia artificiale
Modificato da ichnos77 - 31/3/2011, 19:15
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ichnos77
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| Inviato il: 31/3/2011,23:28
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“Io vado a mostrarvi qualcosa che ancora nessuno finora ha dimostrato” - Daniel Nocera
L’intero processo è basato sulla ricreazione del processo di fotosintesi: “Questo è il futuro. Abbiamo così ricreato una foglia di una pianta”.
Un balzo rivoluzionario potrebbe trasformare l’utilizzo ora solo marginale dell‘energia solare ad una delle principali fonti di energia rinnovabile e non. Così i ricercatori del MIT hanno superato un importante ostacolo nell’utilizzo dell’energia solare: l’immagazzinamento di energia durante l’uso anche quando il sole non brilla. Immagine Allegata: processo foglia artificiale
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ichnos77
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| Inviato il: 31/3/2011,23:42
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Fino ad ora l’energia solare è stata un’ottima fonte energetica ma solo per i giorni di sole perché l’immagazzinamento di energia supplementare per suo utilizzo successivo è stata eccessivamente onerosa e gravemente insufficiente.
Con l’annuncio fatto ieri dal MIT si è riusciti ad ottenere una raccolta estremamente efficiente e a basso costo di energia solare. Così questa scoperta potrebbe sbloccare la più potente fonte di energia non tossica, abbondante, illimitata e senza emissioni di CO2: il sole. Immagine Allegata: Prototipo foglia artificiale
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biass
| Inviato il: 1/4/2011,18:00
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chissa che materiale è quello che sta tra l'ampolla di nichel e quella del cobalto sembra una spugnetta , e poi una volta diviso idrogeno e ossigeno come si fa a immettrelo in una cella combustibile????? e è composta :::???????come?
c'è qualcuno che lo sà?
cmq è una fig.....
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ichnos77
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| Inviato il: 1/4/2011,18:39
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Prendendo in esame i due catalizzatori utilizzati nello schema si ha:
- Cobalto:
Nome, simbolo, numero atomico: cobalto, Co, 27
Serie: metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco: 9, 4, d
Densità, durezza: 8900 kg/m3, 5,0
Il cobalto è un elemento bianco-argenteo, ferromagnetico(proprietà di alcuni materiali di magnetizzarsi molto intensamente sotto l'azione di un campo magnetico esterno e di restare a lungo magnetizzati quando il campo magnetico esterno si annulla), si trova in molti organismi viventi, esseri umani compresi. Un contenuto di cobalto da 0.13 a 0.30 parti per milione nel suolo migliora nettamente la salute degli animali da cortile. Il cobalto è chimicamente inerte; a temperatura ambiente risulta stabile nei confronti dell'aria e dell'acqua; Non si trova allo stato puro metallico, ma solo come minerale, e non viene estratto da solo ma come sottoprodotto della estrazione di rame o nichel. I più importanti minerali di cobalto sono la cobaltite, l'eritrite, il glaucodoto e la skutterudite. I maggiori produttori al mondo di cobalto sono la Repubblica Democratica del Congo, la Cina, lo Zambia, la Russia e l'Australia.
- Nichel
Nome, simbolo, numero atomico: nichel, Ni, 28
Serie: metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco: 10, 4, d
Densità, durezza: 8908 kg/m3, 4,0
Il nichel è un metallo bianco-argenteo. Appartiene al gruppo del ferro, ed è duro, malleabile e duttile.
E' uno dei cinque elementi ferromagnetici. Circa il 65% del nichel consumato nel mondo occidentale viene impiegato per fabbricare acciaio inox austenitico; un altro 12% viene impiegato in superleghe. Il restante 23% del fabbisogno è diviso fra altri tipi di acciaio, batterie ricaricabili, catalizzatori e altri prodotti chimici, conio, prodotti per fonderia e placcature. Il nichel si usa almeno dal 3500 a.C.; alcuni bronzi da quella che è oggi la Siria contengono fino al 2% di nichel. Inoltre esistono alcuni manoscritti cinesi che suggeriscono che il "rame bianco" (paitung) fosse in uso in Oriente fra il 1400 e il 1700 a.C. Comunque, poiché i minerali di nichel possono facilmente essere confusi con minerali di argento, l'uso consapevole del nichel in quanto tale data dall'era contemporanea.
Il grosso di tutto il nichel viene estratto da due tipi di deposito minerale; il primo tipo sono lateriti in cui il minerale principale sono limonite nichelifera [(Fe,Ni)O(OH)] e garnierite (un silicato idrato di nichel). Il secondo tipo sono depositi di solfuri di origine magmatica in cui il principale minerale è la pentlandite [(Ni,Fe)9S8].
In termini di quantità fornite, la regione di Sudbury nell'Ontario, Canada, produce circa il 30% della richiesta mondiale di nichel. Altri giacimenti sono in Russia, Nuova Caledonia, Australia, Cuba e Indonesia. Comunque, si pensa che la gran parte del nichel presente sulla Terra sia concentrato nel nucleo del nostro pianeta.
L'esposizione (TLV-TWA) al nichel metallico ed ai suoi sali solubili non dovrebbe superare gli 0,05 mg/cm3 per 40 ore a settimana; fumi e polveri di solfuro di nichel sono considerati cancerogeni; molti altri composti del nichel sono sospetti cancerogeni.
Persone particolarmente sensibilizzate possono mostrare una allergia al nichel che si manifesta sulle zone della pelle esposte ad esso. L'Unione Europea regola per decreto la quantità di nichel che può essere contenuta in prodotti che sono a contatto con la pelle. Nel 2002 in un articolo della rivista Nature alcuni ricercatori hanno dimostrato che le monete da 1 e 2 euro eccedono questi limiti. Sembra che questo sia dovuto ad una reazione galvanica. Immagine Allegata: tossico
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biass
| Inviato il: 2/4/2011,08:06
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scusa ma non hai risposto alla domanda la cella di combustione ? e tra le due ampolle cosa c'è?
ciao biass
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ichnos77
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| Inviato il: 2/4/2011,13:54
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Vuoi sapere cos'è una cella a combustibile?
E' un dispositivo elettrochimico che permette di ottenere elettricità direttamente da idrogeno ed ossigeno, senza che avvenga alcun processo di combustione termica. (Idrogeno e Ossigeno sono i gas che vengono prodotti dalla "foglia artificiale" durante il suo funzionamento).
www.youtube-nocookie.com/watch?v=VThCCnDxzFg&feature=related
Per quanto riguarda il filtro presente tra i due vasi comunicanti credo sia intermesso per via delle impurità create durante il processo di elettrolisi chimica.
Immagine Allegata: cella a combustibile
Modificato da ichnos77 - 2/4/2011, 16:23
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biass
| Inviato il: 3/4/2011,08:10
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ok grazie ho capito ,ma un'altra domanda si può fare una cella combustibile a casa inoltre ho visto che ce ne sono diversi tipi!
quindi con un pannello solare si fa corrente elettrica che viene utilizzata per la foglia e quindi divisione di idrogeno e ossigeno poi i due gas vengono convogliati separatamente in una cella combustibile e vengono rimessi insieme, così facendo si produce elettricità, giusto? ma di + o di - di quella entrata nella foglia originariamente ?
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ichnos77
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| Inviato il: 3/4/2011,14:39
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La "foglia artificiale" è una cella fotovoltaica ad alta efficienza, la sua struttura sintetica esposta alla luce risulta in grado di scindere l'acqua in Idrogeno e Ossigeno, i quali elementi vengono utilizzati da una seconda cella (a combustibile) per la produzione di elettricità. Si ha così un processo utilizzabile 24H data la produzione, in presenza del sole nelle ore diurne, dei gas stoccati(Idrogeno e Ossigeno) e riutilizzati durante le ore notturne;
La produzione di celle a combustibile fai-da-te è possibile: (la seguente è semplificata)
www.youtube-nocookie.com/watch?v=rx6aIqpUj2c
Una tradizionale cella a combustibile usa il moto di precessione inversa di elettrolisi dell'acqua e la reazione chimica è la seguente:
2H2 + O2 ---> 2H2O + energia elettrica.
In questa cella a combustibile viene utilizzato il processo inverso di elettrolisi di NaCl(cloruro di sodio - sale da cucina) e la reazione chimica è la seguente:
H2 + Cl2 --> 2HCl + energia elettrica
(in questo caso vengono usate due matite come elettrodi)
Altri esempi di celle a combustibile fai-da-te sfruttano anche queste la ricombinazione di Idrogeno e Ossigeno)
www.youtube-nocookie.com/watch?v=1MMVVeCYEdk
www.youtube-nocookie.com/watch?v=zvSNcEZMIlQ&NR=1 Immagine Allegata: Cella a combustibile a membrana protonica
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kekko.alchemi
| Inviato il: 3/4/2011,20:18
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CITAZIONE (ichnos77 @ 31/3/2011, 18:45) Molto più efficiente delle foglie vere, da sola sarebbe in grado di alimentare una casa.
Mi sembra un po' improbabile questa cosa visto che l'irraggiamento del sole su 100 cm2 (superficie media di una foglia) nelle migliori condizioni è di soli 13-14 Watt. Ne servirebbero centinaia e centinaia. Ma probabilmente non ho capito bene la cosa io.
Allora vediamo di fare un po' di luce sulla nuova tecnologia.
Intanto per rispondere a biass, quel "filtro" in mezzo al tubo non è un filtro ma una membrana semipermeabile che permette il passaggio dei soli ioni e blocca il passaggio dei sali. Un po' come succede nella pila di daniel.
Quello che non mi è ben chiaro sono un paio di cosette, la foglia non è in grado ovviamente di produrre idrogeno e ossigeno di notte ma solamente di giorno, quindi sotto questo punto di vista si comporta come una cella fotovoltaica. Poi l'idrogeno e l'ossigeno stoccato di giorno viene riutilizzato di notte tramite una cella a combustibile, che sarebbe il funzionamento analogo di una batteria di un impianto fotovoltaico ad isola.
Bene, chiarito questo (correggetemi se sbaglio), si scende nei dettagli e cioè nella parte più importante e "nascosta". Quanto è efficente in termini di rendimento questa foglia?? Se la foglia avesse una superficie di 100 cm2 il sole avrebbe su di essa un incidenza di circa 13-14 Watt, una cella fotovoltaica al silicio è in grado di tirarne fuori in elettricità circa 2,1 Watt (15% di rendimento), una cella fotovoltaica all'arsenurio di gallio circa 6,72 Watt (48% di rendimento). E la foglia? Che rendimento ha? 60%?? (cosa abbastanza improbabile). Ma supponiamo che abbia un rendimento altissimo diciamo il 60%, che è tantissimo viste le varie gamme di luce che arrivano dal sole, quindi una fogla tirerebbe fuori 8,4 Watt, ma non di elettricità ma di idrogeno e ossgieno.
Questo idrogeno e ossigeno può essere immagazzinato in diversi modi, il primo è il più classico e cioè con dei compressori che consumando elettricità mettono in pressione delle bombole immagazzinando il carburante. Il secondo è quello di utilizzare delle bombole con una "spugna" di mettali in grado di immagazzinare le molecole di idrogeno come ad esempio il costosissimo palladio, ma cmq questi metalli non possono immagazzinare l'ossigeno che andrebbe stoccato a parte con dei compressori in delle bombole, consumando altra elettricità. Volendo l'ossigeno si può buttare nell'aria e far funzionare la successiva fuel cell con l'ossigeno al 20% dell'aria, abbassandone però drasticamente il rendimento.
Ma lo sapete quanto rende una fuel cell, e con che materiali sono fatte??? Le più efficenti che rendono circa l'80% sono fatte con elettrodi catalizzatori di Platino, che se usati in modo continuativo dopo 3 anni si usurano e vanno cambiati, con una spesa per 3 KW di fuel cell che ti ci compri una casa...
Esistono però fuel cell più economiche e molto meno efficenti che utilizzano elettrodi catalizzatrici in nichel che rendono però nelle migliori condizioni il 60%, facendole poi funzionare ad aria - idrogeno questo rendimento cala ancora al 50% circa. A testimonianza di ciò il fatto che scaldano tantissimo e alcune sono anche raffredate da un flusso d'aria.
Ricapitolando, la foglia rende il 60% (ma sicuramente anche meno), poi ci sono i compressori che stipano l'idrogeno e l'ossigeno, con un consumo di corrente paragonabile ad una perdita di circa il 15% (volendo essere buoni), poi ci sono le fuel cell economiche al nichel (perchè quelle al platino le usano sullo shuttle e non sono avvicinabili a noi comuni mortali) che rendono il 60%.
Ma ancora non abbiamo finito!! Una fuel cell non sopporta spunti di consumo e quindi siamo costretti ad utilizzare delle batterie tampone che anch'esse avranno delle perdite minime di almeno il 5%.
Poi ci sono enormi spese per le centinaia di foglie necessarie a mandare avanti una casa, le bombole di idrogeno in garage, tubazioni ad alta pressione, compressori, fuel cell da rinnovare ogni 2-3 anni, batterie tampone e inverter (quest'ultimo comune anche per il fotovoltaico).
Totale della storia, dalla foglia di 100 cm2 dopo tutti i vari passaggi escono circa 4 Watt contro i 2,1 Watt delle celle al silicio. Con la differenza che un pannello al silicio ti dura minimo 30 anni, e una fuel cell invece 2 - 3 anni. Perciò il vantaggio non c'è assolutamente se paragoniamo questo sistema a un impianto fotovoltaico ad isola.
Poi ritorno con la domanda principale, quanto rendono realmente queste foglie??
Saluti Kekko
Modificato da kekko.alchemi - 3/4/2011, 22:48
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L'universo è dominato dagli estremi, l'infinitamente grande e l'infinitamente piccolo.
Ma l'equilibrio è ciò che plasma la materia di cui siamo fatti.
by kekko
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drmacchi11
| Inviato il: 3/4/2011,21:22
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Che analisi ! bravo ! io , che non me ne intendo , avevo fatto un pensiero semplice : visto che c'è in commercio un caricabatterie per cellulari (pochi volts e watt quindi) fuel cell e costa 90 euro .............la cosa rendo poco e costa tanto !
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ichnos77
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| Inviato il: 3/4/2011,23:06
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Per evitare il ripetersi di inutili discussioni come successo in post passati, ho pensato di inviare una mail con i vostri interrogativi direttamente all'ideatore del progetto "foglia artificiale" - di seguito il testo: (in italiano)
a: nocera@mit.edu
Egregio Professor Daniel Nocera,
leggendo l'articolo riguardante il suo ultimo ritrovato sulla "foglia artificiale", ho cercato di capire meglio le potenzialità della Sua idea nell'attuale situazione energetica globale;
Vorrei porle alcune domande per riuscire a capire meglio alcuni punti riguardanti efficienza e durata del sistema:
- Qual'è la percentuale di efficienza dell'attuale "foglia artificiale"? 50-60%?
- Qual'è la durata attuale della "foglia artificiale"? 2-3 anni quanto una fuel cell?
- Quanti sono i mq di "foglie artificiali" necessarie per garantire una produzione di idrogeno e ossigeno
sufficente a far funzionare una fuel cell per un tempo minimo di 6 ore?
- Lo stoccaggio dell'idrogeno per l'utilizzo della fuel cell, avviene con l'aiuto di compressori in bombole ad
alta pressione o con l'utilizzo di bombole a idruri metallici?
- Lo spunto iniziale della fuel cell da accoppiare alla "foglia artificiale" avviene con una batteria a tampone?
- L'utilizzo dell'economico nichel (piuttosto che il platino) per la fuel cell da accoppiare alla "foglia artificiale"
crede sia la soluzione adoperata dalla Tata Group per il prototipo studiato?
- Tra quanto si potrà vedere in commercio la sua idea? 18 mesi come si è letto negli articoli su internet?
Mi perdoni per l'eccessivo numero di domande fatte, sarei estremamente felice se potesse rispondere al mio "pseudo-interrogatorio";
La ringrazio per l'attenzione prestatami e nella speranza che il Suo progetto si concretizzi al più presto Le auguro un buon lavoro .
Distinti saluti
In attesa di una risposta da parte del Prof. Nocera, Vi consiglio di analizzare tutto ciò che trovate su internet relativo alla discussione aperta.
Saluti
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ichnos77
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| Inviato il: 4/4/2011,15:54
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SICUREZZA STOCCAGGIO IDROGENO:
I PRIMI SISTEMI DI STOCCAGGIO A IDRURI CERTIFICATI CE E UN 3468
Lo stoccaggio di idrogeno rappresenta uno degli anelli più importanti e delicati della filiera dell'idrogeno. Il team specializzato "Società" propone oggi la soluzione definitiva per ogni installazione di fuel-cell idrogeno e impianti relativi.
Stoccare il prezioso gas non è mai stato così facile e sicuro grazie alla gamma di bombole ultracompatte a idruri metallici firmate "Società".
L'idrogeno viene stoccato a bassa pressione trai 5-10bar all'interno di bombole ricaricabili rispondenti alle più avanzate logiche di sicurezza in termini di materiali e tecnologia. Grazie all'assorbimento dell'idrogeno con calibrate miscele di idruri metallici il gas è stoccato in modo sicuro e certificato. I dispositivi sono infatti i primi ed unici sul mercato ad avere ricevuto certificazione CE e UN 3468.
I sistemi di stoccaggio a idruri sfruttano la temperatura: l'azione di raffreddamento dell'acqua o dell'aria favorisce un più rapido e pieno assorbimento di idrogeno nella fase di carica e al contrario il calore favorisce il pieno scaricamento del volume di gas stoccato per l'alimentazione delle fuel-cell, il cui stesso calore in fase di erogazione di corrente può essere utilizzato per alimentare il ciclo per la massima efficienza possibile.
Qui di seguito illustro i prezzi per l'acquisto di bombole per lo stoccaggio dell'idrogeno:
MHS 700
Serbatoio di idruri metallici in lega AB2 o AB5, con capacità di assorbimento fino a 700 litri.
La pressione e la temperatura di funzionamento sono in funzione delle leghe impiegate.
Pressione: 1,5 -30 bars
Temperatura: -20 °C / +65 °C
L'idrogeno rilasciato ha qualità 6.0
Rifornimento serbatoi
Pressione 10-30 bars, in funzione delle leghe impiegate, si raccomanda di utilizzare idrogeno di qualità 5.0
Peso
6.5 Kg inclusa la maniglia di protezione della valvola
Dimensioni
Diametri 48.3mm 60.3mm
Lunghezza 350mm 650mm inclusa la maniglia di protezione della valvola
Quantità - prezzo
n° 1 pezzi - 1.430,00 €
Si richiede di proporre qualsiasi pensiero e/o interrogativo per poter sviluppare in maniera costruttiva la discussione riguardante la "foglia artificiale". Immagine Allegata: Bombola a idruri metallici - capacità 700 litri
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Versione Mobile!
 
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