Le celle a combustibile sono fonti di energia non inquinanti che convertono l'energia chimica in elettricità con alta efficienza e zero emissioni. Auto a celle a combustibile, camion, e gli autobus permetterebbero alle persone di percorrere lunghe distanze con un comodo rifornimento di carburante e una minore impronta di carbonio.

I ricercatori dell'Università del Delaware stanno lavorando alla tecnologia per rendere le celle a combustibile più economiche e più potenti in modo che i veicoli a celle a combustibile possano essere un'opzione praticabile per tutti un giorno. La ricerca tradizionale sulle celle a combustibile coinvolge le celle a combustibile a idrogeno, ma i ricercatori dell'UD stanno progettando celle a combustibile che utilizzano invece l'ammoniaca.

In una nuova analisi pubblicata sulla rivista Joule , un team di ingegneri del Center for Catalytic Science and Technology ha scoperto che tra i combustibili prodotti da energie rinnovabili, l'ammoniaca ha il costo più basso per gallone equivalente di benzina.

"Come combustibile liquido a base di azoto, l'ammoniaca è più economica da immagazzinare e distribuire rispetto all'idrogeno ed evita le emissioni di anidride carbonica di altri combustibili liquidi, che sono costosi da catturare" ha detto Brian Setzler, uno degli autori principali e un associato post-dottorato presso UD.

Le sfide, però, sono che l'ammoniaca non funziona in una cella a combustibile con membrana a scambio protonico; e che l'ammoniaca è più difficile da ossidare dell'idrogeno, che fa sì che le celle a combustibile ad ammoniaca producano meno energia rispetto alle celle a combustibile a idrogeno. Il team ha risolto il primo problema utilizzando celle a combustibile con membrana a scambio di idrossido che sono state studiate per oltre un decennio nel laboratorio di Yushan Yan, un illustre professore di ingegneria presso l'UD. Con l'assistenza di una sovvenzione di $ 2,5 milioni dal programma REFUEL dell'Agenzia per l'energia dei progetti di ricerca avanzata (ARPA-E) nel Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, il team UD ha progettato una membrana per celle a combustibile che può funzionare a temperature più elevate per accelerare l'ossidazione dell'ammoniaca. Hanno anche identificato catalizzatori che non erano avvelenati dall'ammoniaca.

"Con questi miglioramenti, abbiamo dimostrato un nuovo prototipo di cella a combustibile ad ammoniaca diretta con una densità di potenza di picco di 135 milliwatt per centimetro quadrato, che colma gran parte del divario prestazionale rispetto all'idrogeno, " ha detto il ricercatore Yun Zhao, l'autore principale del documento che ha lavorato sulle celle a combustibile ad ammoniaca diretta dal 2016.