1. Elementi di termodinamica ed elettrochimica
2. Celle galvaniche; principi di funzionamento delle celle a combustibile.
3. Struttura, funzionamento ed applicazioni di celle a combustibile di tipo diverso: AFC, PEMFC, PAFC, MCFC e SOFC.
4. Basi chimiche e fisiche del funzionamento delle celle a combustibile.
5. Metodi di produzione, purificazione, stoccaggio e trasporto dell'Idrogeno.
6. Radiazione solare.
7. Elementi di base di celle solari e sistemi fotovoltaici.
1. R. O'Hayre, S.-W. Cha, W. G. Colella, F. B. Prinz, Fuel Cell Fundamentals, Wiley, 2016
2. J- Larminie, A. Dicks, Fuel Cell Systems Explained, Wiley, 2003
3. A. Smets, K, Jager, O. Isabella, R. van SwaAij, M. Zeman, Solar Energy, UIT cambridge, 2016
Obiettivi Formativi
L'obiettivo del corso è fornire conoscenze su celle a combustibile e sistemi fotovoltaici.
CA3: Capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi
CA5: Identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CA7: Analizzare, progettare e gestire sistemi integrati innovativi ad energie rinnovabili, sostenibilità e impatto ambientale ed economico
CC1: Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC8: Risorse energetiche rinnovabili, tecnologie a basso impatto ambientale: caratteristiche e disponibilità, tecnologie consolidate e innovative di sfruttamento, sostenibilità energetica, economica ed ambientale.
CT3: Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4: Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
Prove intermedie durante il corso.
Prova scritta con esame orale.
Domande ed esercizi su argomenti del corso per verificare le conoscenze (CC1, CC8) e competenze acquisite (CA3, CA5, CA7). Lo studente deve saper discutere gli argomenti delle risposte e risolvere esercizi (CT3), avvalendosi anche di opportune rappresentazioni grafiche (CT4).
Lo studente deve dimostrare una sufficiente conoscenza degli argomenti relativi a celle a combustibile e sistemi fotovoltaici.
Programma del corso
Elementi di termodinamica. Principi della termodinamica. Energia libera e potenziale chimico. Elementi di elettrochimica. Cella elettrochimica. Celle galvaniche. Principi di funzionamento delle celle a combustibile. Efficienza delle celle a combustibile. Struttura, funzionamento ed applicazioni di celle a combustibile di tipo diverso: AFC, PEMFC, PAFC, MCFC e SOFC. Basi chimiche e fisiche del funzionamento delle celle a combustibile. Modello monodimensionale di celle a combustibile. Metodi di produzione, purificazione, stoccaggio e trasporto dell'Idrogeno. Radiazione solare. Basi chimiche e fisiche dei semiconduttori. Elementi di base di celle solari. Celle solari a singola e muti-giunzione. Sistemi fototovoltaici.