Rendimento delle DEFC

Analizziamo le differenze di rendimento tra un generico motore a C.I. alimentato ad etanolo ed un impianto, sempre alimentato da etanolo, ma basato sulle DEFC.
Ipotizzando applicare al motore a C.I. un generatore (la cui efficienza è di circa il 90-95%) per produrre energia elettrica; è evidente che avremmo:

  • Una perdita del 40% per ottenere etanolo sufficentemente concentrato (vedi Produzione di etanolo)
  • Un'ulteriore perdita del 60% a causa del motore a combustione interna
  • Una perdita del 10% a causa del generatore elettrico

quindi il rendimento complessivo sarà di:
Rendimento = 60% x 40% x 90% = 22%
Di contro utilizzando la tecnologia DEFC avremmo:

  • Una perdita del 10% per ottenere etanolo (non è necessaria la concentrazione tramite distillazione ternaria)
  • Un'ulteriore perdita del 50% a causa dell'utilizzo delle Fuel Cell

quindi il rendimento complessivo risulterà essere:
Rendimento = 90% x 50%= 45%
Da questo è evidente che avremmo il doppio dell'energia prodotta utilizzando lo stesso quantitativo di materia prima iniziale.
Essendo il potere calorifico dell'etanolo pari a 138'200 kJ/L, utilizzando un motore a C.I. accoppiato ad un generatore otterremmo circa 30'400 kJ (8.5 kWh/L) mentre con le DEFC avremmo 62'200 kJ/L (17.2 kWh/L).
Va anche ricordato che le DEFC producono minori perdite energetiche per via termica, quindi non necessitano di grandi elementi che sottraggano fonti di calore con i conseguenti benefici ambientali; ancora più importante è la riduzione di formazione degli inquinanti che si hanno alle alte temperature (NOx, soot, Polialchilati, ...) poiché all'interno delle DEFC non si raggiungono le temperature di un motore a C.I. (circa 800°C), ma ci si ferma a temperature inferiori (60-80°C).

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