Energia idricaMoto ondoso

Fuel Cells

Lezioni 17-18

CORSO DI FISICA AMBIENTALE 1

ENERGIA IDROELETTRICA

MASSIMA POTENZA: tutta l’Energia Potenziale mgh è convertita in Ecin e poi in Energia Elettrica

[kW]

[kW]

Per densità acqua un flusso di Q m3/s si ha:

Alta efficienza si può raggiungere convertendo Ecin in moto rotazionale:

Le onde oceaniche sono causate dai venti che soffiano sulla superficie degli oceani.

Una particella d’acqua subisce uno spostamento (s) dalla sua posizione di equilibrio

La fisica delle onde è contenuta in:

p = gsz

CALCOLIAMO L’ENERGIA CINETICA DEL MOTO ONDOSO

Consideriamo una funzione d’onda dipendente solo da (x, z, t). Essa obbedisce all’equazione di Laplace:

La richiesta fisica che la velocità sia “v” fissa la soluzione

Per z – , 0

L’energia cinetica per unità di volume è:

Per una colonna verticale di superficie unitaria:

La Potenza:

Solo una frazione di questa potenza è utilizzabile

Masuda’s pneumatic wave energy conversion device

To generator

Non-returnvalves

-L+Z-L

0

s1

s

TRE movimenti verticali non in fase:

Moto del mare

Moto della boa

Moto dell’ acqua nel tubo

A fuel cell converts the chemical energy of H2 and O2 into electricity,

water and heat

FUEL CELL

High energy efficiency: they remove the intermediate step of combustion and mechanical devices such as turbines and pistons not limited by the Carnot efficiency.

Al catodo:

All’anodo:

Schema

Reazione totale:

Energia chimica è convertita in energia elettrica We

Energia che si è liberata:Viene usata per compiere lavoro We A causa dell’irreversibilità

parte dell’energia chimica può essere persa

Assumendo T costante nella cella:

Massimaefficienza

Per n moli di idrogeno l’energia libera di Gibbs é

Energia libera di Gibbs per ione

L’energia elettrica:

Considerando n = ne e We = - G:

Per una molecola di acqua: ne = 2; G = 237 x 103J mol-1 V = 1.23 Volt