Sintesi di strutture composite: matrice polimerica/porosa + ionomero anionico, per elettrolizzatori AEM

Risultati ottenuti

Modellazione dello scambio di portatori in membrana AEM: È stato sviluppato e implementato un modello numerico all’interno del software COMSOL Multiphysics per descrivere il trasporto di specie ioniche all’interno di una membrana a scambio anionico. Il modello ha permesso di simulare il comportamento della membrana in condizioni operative realistiche, evidenziando l’influenza di parametri fisico-chimici (come la densità di carica fissa e la conducibilità ionica) sull’efficienza del trasporto ionico. Simulazione FEM della macchina di elettrofilatura: È stato realizzato un modello tridimensionale agli elementi finiti della macchina di elettrofilatura, con particolare attenzione alla distribuzione del campo elettrico tra ago e collettore. Il modello ha fornito una prima validazione numerica dell’uniformità del campo e ha rappresentato un punto di partenza per ulteriori sviluppi del progetto sperimentale, permettendo una migliore progettazione del dispositivo. Modellazione della cella di elettrolisi. È stata implementata in COMSOL una simulazione multifisica della cella di elettrolisi, includendo il comportamento elettrochimico della membrana a scambio ionico. Il modello ha evidenziato il ruolo critico della membrana nella distribuzione del potenziale, nel bilancio di corrente e nella separazione delle specie, dimostrandone l’importanza nel rendimento globale del dispositivo. I risultati ottenuti offrono una base numerica utile per l’ottimizzazione della progettazione e del funzionamento della cella.

Benefici e prospettive di applicazione per il sistema energetico nazionale

Il lavoro dimostra l’importanza dell’approccio numerico integrato nella progettazione e ottimizzazione dei dispositivi elettrochimici. La piattaforma modellistica sviluppata si pone come uno strumento versatile e potente per la ricerca e l’innovazione nel campo della conversione e stoccaggio dell’energia.