La prima fuel cell a NH3 per il trasporto navale

Il Fraunhofer Institute for Microengineering and Microsystems IMM di Mainz, nell’ambito del progetto ShipFC, e’ al lavoro per sviluppare la prima fuel cell alimentata ad ammoniaca per il trasporto marittimo.
Attualmente, questo settore si ritiene responsabile di circa il 2,6 percento delle emissioni globali di CO2. Per ridurne il peso ecologico, il progetto intende dimostrare la validita’ di una nuova tecnologia di propulsione priva di emissioni, affidabile e semplice da utilizzare anche su navi di grandi dimensioni e lunghe tratte.
L’ammoniaca e’ nota soprattutto per il suo utilizzo come fertilizzante in ambito agricolo ma, secondo i ricercatori, puo’ funzionare come vettore energetico di alta qualita’ superando persino l’idrogeno.
Quest’ultimo, infatti, deve essere immagazzinato a -253 gradi centigradi come liquido o a pressioni di circa 700 bar come gas; l’ammoniaca liquida, invece, puo’ essere conservata a una temperatura ragionevole di -33 °C a pressione standard e +20 gradi centigradi a 9 bar, e questo rende lo stoccaggio e il trasporto di questo vettore energetico molto piu’ semplice e diretto.
Il processo di produzione di elettricita’ dall’ammoniaca, pero’, non e’ diretto: l’NH3 viene immessa in un reattore e suddivisa in azoto e idrogeno, mentre una piccola quantita’ non viene convertita e rimane nel flusso di gas.
Azoto e idrogeno vengono immessi nella cella a combustibile, introducendo aria e consentendo all’H2 di bruciare e formare acqua: e’ questo il processo in grado di produrre energia elettrica.
Tuttavia, l’idrogeno non e’ completamente convertito nella cella a combustibile; circa il 12 percento del vettore e dell’ammoniaca residua lasciano la cella a combustibile ed entrano nel convertitore catalitico sviluppato dai ricercatori.
Qui viene introdotta altra aria e il residuo viene a contatto con un foglio di metallo ondulato rivestito con uno strato in polvere di particelle catalitiche che contengono platino; quest’ultimo, infine, innesca una reazione chimica per produrre acqua e azoto.
Il team, inoltre, e’ impegnato anche nello sviluppo di un reattore in grado di funzionare passivamente.
Un piccolo prototipo iniziale sara’ pronto entro la fine dell’anno, per essere seguito da un prototipo di dimensioni reali entro la fine del 2022.
Nella seconda meta’ del 2023, invece, la prima nave con una fuel cell ad ammoniaca prendera’ il largo: la Viking Energy, battello della compagnia norvegese Eidesvik.
Successivamente, altri tipi di imbarcazioni, come le navi da carico, saranno equipaggiate con celle a combustibile alimentate a NH3.