Progetti Idrogeno Piemonte 15 Giugno 2004 Politecnico di Torino Sala Consiglio di Facolta Progetti...

Progetti Idrogeno Piemonte 15 Giugno 2004

Politecnico di TorinoSala Consiglio di Facolta’

Progetti europei sull’idrogeno:Progetti europei sull’idrogeno:

ricerca presso il Politecnico di ricerca presso il Politecnico di Torino,Torino,

Dip. Scienza dei Materiali ed Ing. Dip. Scienza dei Materiali ed Ing. ChimicaChimica

Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria ChimicaChimica

Politecnico di TorinoPolitecnico di Torino

TorinoTorino

Stefania SpecchiaStefania Specchia

Progetti Europei:

PRIN 2002 – H2 Catalizzatori innovativi per la produzione di idrogeno da idrocarburi leggeri per l’alimentazione di celle a combustibile

FISR – ENEA Sviluppo di una APU a GPL per fuel cells di tipo PEM

CELCOYACHT Sviluppo di un sistema a celle a combustibile per l’alimentazione degli ausiliari di bordo e la propulsione di una imbarcazione da diporto

MICRO-CHP Sviluppo di una unità micro-CHP a celle a combustibile

Progetti Italiani:

PROFUEL On-board gasoline PROcessor for FUEL-cell vehicles

MINIREF Miniaturised Gasoline Fuel Processor for Fuel Cell Vehicle Applications

BIOFEAT Biodiesel Fuel Processor for a Fuel Cell Auxiliary Power Unit for a Vehicle

MOREPOWER Compact Direct (m)ethanol Fuel Cell for Portable Application

HYTRAN Hydrogen and Fuel Cell Technologies for Road Transport6th PF

Status:

Terminato

2° anno

1° anno

Iniziato

Iniziato

2° anno

2° anno

Iniziato

Iniziato

MiniREFMiniREF



PROFUELOn-board gasoline PROcessor for FUEL-cell vehicles

Partners

Target

Durata

Valore

Johnson Matthey (coordinatore), FEV-Motorentechnik, Ansaldo Ricerche, Centro

Ricerche Fiat, Energy Research Centre of the Netherlands, Politecnico di Torino, Volvo

Sviluppo di fuel processor non integrato da 10 kW a partire da benzina

42 mesi (Giugno 2000 – Dicembre 2003)

6,85 milioni di €



Aree di

eccellenza

Ruolo

POLITO

Unità di desolforazione:

- H2S: 50 ppm 1 ppm

- Reattore a letto fisso

- ZnO + H2S ZnS + H2O

Unità di desolforazione della benzina, fuel processor di tipo autothermal refroming,

unità di CO clean-up, sviluppo di sensore di CO a bassa concentrazione

non reacted solid

reacted solidRi

R



aqueous ammonia

water-immiscible liquid

gas of ammonia

slurry

Pellets filtered and drained

PROFUELOn-board gasoline PROcessor for FUEL-cell vehicles

Partners

Target

Durata

Valore

Psa-Peugeot-Citroën (coordinatore), Institut für Mikrotechnik Mainz, Cirimat CNRS-

Toulouse, Institut de Recherhe sur la Catalyse CNRS-Lyon , ACA University of Berlin,

University of Prague, Politecnico di Torino, Infragas

Sviluppo e costruzione di un sistema modulare miniaturizzato da 5 kWe per il reforming

di benzina

36 mesi (Febbraio 2002 – Gennaio 2005)

4,7 milioni di €



MINIREFMiniaturised Gasoline Fuel Processor for Fuel Cell Vehicle Applications

Aree di

eccellenza

Ruolo

POLITO

Sistema di alimentazione e condizionamento benzina, reformer a microcanali integrato

con scambiatori di calore, sviluppo di catalizzatori per reazioni di CO clean-up (water-

gas-shift e preferential-oxidation)

Sistema di alimentazione e vaporizzazione della benzina, sviluppo e deposizione di

catalizzatori per reforming di benzina e per CO clean-up, modellazione e simulazione

dell’intero sistema



MINIREFMiniaturised Gasoline Fuel Processor for Fuel Cell Vehicle Applications

Partners

Target

Durata

Valore

Politecnico di Torino (coordinatore), Centro Ricerche FIAT, Energy Research centre of

the Netherlands, Universität Duisburg-Essen, Scandiuzzi Advanced Technologies,

Bekaert, Johnson Matthey

Sviluppo e costruzione di un fuel processor modulare da 10 kWe capace di alimentare

una PEM o una SOFC di una A.P.U. per un autoveicolo. Necessità: ridurre le emissioni

inquinanti e promuovere l’utilizzo di combustibili rinnovabili (biodiesel).

36 mesi (Gennaio 2003 – Dicembre 3005)

4,7 milioni di €



BIOFEATBiodiesel Fuel Processor for a Fuel Cell Auxiliary Power Unit for a Vehicle

Aree di

eccellenza

Ruolo

POLITO

Sistema di alimentazione e condizionamento benzia, reformer a microcanali integrato

con scambiatori di calore, sviluppo di catalizzatori per reazioni di CO clean-up (water-

gas-shift e preferential-oxidation)

Auxiliary power

storage

Electronic

Control UnitTime Triggered

communication network Auxiliary

power storage

Power electrical

lines Air-

conditioningsystem

Steering wheel

emulator

Pedal feel emulator

Primary battery

Alternator

Brakeactuator Steer actuator

Electronic Control Unit



PEMfuel cell cathode anode

CO selectiveoxidation

shiftreactors

air

prim aryprocessor

catalyticburner

biodieselvaporisor

w ater

heat

exhaustbiodieselstorage

Coordinamento tecnico-scientifico, sviluppo sistema

di alimentazione e vaporizzazione del biodiesel,

sviluppo e deposizione di catalizzatori per CO clean-

up, modellazione di sistema

BIOFEATBiodiesel Fuel Processor for a Fuel Cell Auxiliary Power Unit for a Vehicle

Partners

Target

Durata

Valore

GKSS Forschunszentrum Geesthacht (coordinatore), Centro Ricerche FIAT, Solvay,

Johnson Matthey, CNR-ITAE, Institut für Mikrotechnik Mainz, Politecnico di Torino,

NedStack Fuel Cell Technology, NedStack Fuel Cell Components

Sviluppo e costruzione di un sistema compatto portatile a cella combustibile a metanolo

(etanolo) diretto da 500 W per l’alimentazione di computer portatili, apparati

elettromedicali, sensori, attuatori.

42 mesi (Febbraio 2004 – Agosto 2007)

3,9 milioni di €



MOREPOWERCompact Direct (m)ethanol Fuel Cell for Portable Application

Aree di

eccellenza

Ruolo

POLITO

Sistema portatile miniaturizzato e compatto, sviluppo di membrane ad alta conduttività

protonica catalizzatori anodici/catodici ad elevata efficienza; minimizzazione dei costi

relativi alla componentistica.



Sviluppo di sistema modellistico

rappresentante l’interà unità; sviluppo

modellistico di ciascun singolo

componente per l’ottimizzazione del

processo. Sviluppo della logica di

controllo dell’intera unità.

MOREPOWERCompact Direct (m)ethanol Fuel Cell for Portable Application

Partners

Target

Durata

Valore

Volvo (coordinatore), Centro Ricerche FIAT, Renault, Volkswagen, Daimler Chrysler, DAF

Trucks, Nuvera Fuel Cells, Johnson Matthey, Opcon Autorotor, Tenneco Automotive,

Weidmann-Plastics, Adrop, Inst. für Kraftfahrwesen Aachen, Energy Research Centre of

the Netherlands, Politecnico di Torino, Paul Scherer Institute, Inst. Für Mikrorechnik

Mainz, Imperial College of Science, Technology and Medicine, Environment Park.

Sviluppo di componenti e dei relativi sistemi integrati di celle a combustibile compatte

per:

1. POWERTRAIN: sistema di autotrazione da 80 kWe per automobile ad uso privato

costituito da fuel cell di tipo PEM alimentata a idrogeno diretto

2. APU: sistema di alimentazione elettrica per ausiliari (camion leggeri e pesanti) da 10

kWe, costituito da steam reformer microstruttutato per diesel, unità di clean-up

60 mesi (Febbraio 2004 – Gennaio 2009)

15,2 milioni di €



HYTRANHydrogen and Fuel Cell Technologies for Road Transport

Aree di

eccellenza

Ruolo

POLITO

Componentistica d’avanguardia ad alta efficienza, compatta e resistente (stack, membrane,

catalizzatori); microreformer a vapore per diesel; sistema innovativo di umidificazione

stack; scambiatori di calore incorporati; sensori di umidità e monossido di carbonio

Caratterizzazione membrane e benchmarking, sviluppo del fuel processor (alimentazione,

gestione portate e calore, sviluppo catalizzatori), modellazione, training/masters



TRAINING H2

HT

WG

S

LT

WG

S

HX-B

HX-C

+

FUELAIR

WP

WS2

Mix

WI2

COLDWATERTANK

AF

B

+WI1

EXH

FP

CS

AS

WS3

WS1

HX-A

HX

-D

AC 10 kWe

FC

676°C

744°C

550°C

125°C

385°C

561°C

390°C

390°C 316°C250°C

250°C

88°C

80°C

130°C

25°C25°C

120°C

50°C

42mmol/s

83mmol/s

25mmol/s

102.6mmol/s

9% vap

2.85mmol/s

13mmol/s28mmol/s

739°C

4554 W

1650 W

715 W

753 W

142 W

900 W

Air

33.5mmol/s

70°C

80°C 284.3mmol/s

36.4% H21620 W

1790 W

WS4 70°C

+

AT

R

82.5mmol/s

64.2mmol/s

CO

PR

OX

+

WI3

20mmol/s

150°C

4.6mmol/s

150°C

120°C19.1% vap460°C

51.7mmol/s

415 W

Air

HYTRANHydrogen and Fuel Cell Technologies for Road Transport

Grazie per l’attenzione !Grazie per l’attenzione !

Politecnico di TorinoPolitecnico di TorinoDipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria ChimicaChimica

Corso Duca degli Abruzzi, 24Corso Duca degli Abruzzi, 24

10129 Torino10129 Torino

[email protected]@polito.it



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