LA3.5.1 – Realizzazione di un testing-hub per caratterizzare e validare le prestazioni di dispositivi SOCs, prototipali o commerciali, inclusi i relativi sistemi ausiliari e di controllo.  Stesura di protocolli sperimentali da scala di laboratorio a scala di sistema

Attività

La Linea di Attività 3.5.1 è finalizzata alla progettazione e realizzazione di un testing hub dedicato alla caratterizzazione e validazione di dispositivi a celle ad ossidi solidi (SOC), dalla scala di laboratorio fino a quella pre-commerciale. L’obiettivo è creare un’infrastruttura sperimentale flessibile, capace di qualificare sia prototipi basati su materiali, geometrie o processi produttivi innovativi, sia dispositivi commerciali sottoposti a condizioni operative convenzionali e non convenzionali. Parallelamente, l’attività prevede la definizione di protocolli sperimentali armonizzati e ripetibili per la valutazione delle prestazioni delle SOC e dei relativi sistemi ausiliari e di controllo.  Il testing hub sarà costituito da stazioni sperimentali in grado di operare su dispositivi di diversa scala, dalle button cell di pochi centimetri quadrati e pochi watt fino a stack pre-commerciali di potenza pari a circa 1 kW, consentendo prove sia in modalità fuel cell (SOFC) sia in elettrolisi (SOEC). Le attività comprenderanno il monitoraggio in operando dei principali parametri di processo, quali temperature, pressioni e portate dei gas, insieme alla caratterizzazione elettrochimica mediante curve di polarizzazione e spettroscopia di impedenza, supportata da tecniche avanzate di analisi dei dati. Saranno inoltre effettuate analisi della composizione dei gas, anche attraverso campionamenti localizzati all’interno delle celle, e prove dinamiche per riprodurre condizioni di carico realistiche. Particolare attenzione sarà dedicata all’automazione e al controllo remoto delle stazioni, per aumentare ripetibilità, sicurezza e affidabilità delle prove e consentire il monitoraggio in tempo reale. L’infrastruttura costituirà quindi una piattaforma sperimentale avanzata per sviluppare procedure di qualifica standardizzate, ridurre le incertezze sperimentali e supportare il trasferimento delle tecnologie SOC dalla ricerca verso applicazioni industriali e pre-commerciali.

Risultati

Le attività hanno consentito di avviare la realizzazione di una nuova infrastruttura sperimentale dedicata alla caratterizzazione avanzata delle tecnologie a celle ad ossidi solidi (SOC). La progettazione ha previsto il completo adeguamento degli ambienti del laboratorio, articolati in aree dedicate al controllo e all’elaborazione dati, al testing dei dispositivi e alla preparazione dei prototipi, con specifiche linee gas, utenze e sistemi di sicurezza. In sinergia con il rifacimento degli ambienti è stato avviato il potenziamento della dotazione sperimentale mediante l’acquisto di nuove stazioni di prova ad alta temperatura, tra cui sistemi HORIBA FuelCon della famiglia Evaluator, configurati per applicazioni SOC. Le nuove apparecchiature permetteranno di caratterizzare dispositivi dalla singola cella fino a stack, operando sia in modalità fuel cell (SOFC) sia in elettrolisi (SOEC), su un intervallo di potenza indicativamente compreso tra 10 W e 1 kW. Il testing hub consentirà di effettuare caratterizzazioni elettrochimiche avanzate, prove dinamiche e di lunga durata, con gestione di differenti composizioni gassose, analisi dei gas e spettroscopia di impedenza, creando una piattaforma flessibile per la qualifica di tecnologie SOC innovative e pre-commerciali.

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