Il Gruppo di ricerca “CFD of Electrochemical Machines” si occupa di studiare i processi termo-fluidodinamici ed elettrochimici in macchine elettrochimiche, quali celle a combustibile (fuel cells), elettrolizzatori, celle rigenerative e compressori elettrochimici.
L’applicazione di modelli di fluidodinamica numerica (CFD, Computational Fluid Dynamics) permette di analizzare l’interazione tra aspetti fluidodinamici (ad es. distribuzione di reagenti, perdite di carico, analisi dei sovrapotenziali, flussi multifase gas-liquido) e reazioni elettrochimiche. Tali simulazioni permettono di comprendere tutti i fenomeni alla base del funzionamento di tali macchine, così come di identificare le mutue interazioni e i fattori limitanti. L’analisi numerica permette di guidare l’evoluzione di questi dispositivi, estendendo le considerazioni basate su misure sperimentali (ad es. curva di polarizzazione) e indirizzando sia la ricerca scientifica che lo sviluppo industriale.
Gli obiettivi principali sono:
- Simulazioni fluidodinamico/elettrochimiche di fuel cells/elettrolizzatori ad elevata densità di potenza (ad es. tecniche di distribuzione dei reagenti innovative, studio di condizioni termodinamiche ottimali)
- Simulazioni fluidodinamico/elettrochimiche di materiali innovativi (ad es. piatti bipolari)
- Studio di tecnologie legate al raffreddamento di fuel cells per applicazioni automotive e stazionarie
- Simulazioni di sistema di impianti fuel cells/elettrolizzatori
- Simulazioni fluidodinamico/elettrochimiche di compressori elettrochimici per la produzione di idrogeno ad alta pressione
- Simulazioni fluidodinamico/elettrochimiche di celle rigenerative
Pubblicazioni
D’Adamo, A., Riccardi, M., Locci, C., Romagnoli, M. et al., “Numerical Simulation of a High Current Density PEM Fuel Cell,” SAE Technical Paper 2020-24-0016, 2020, https://doi.org/10.4271/2020-24-0016.
Riccardi, M., d’Adamo, A., Vaini, A., Romagnoli, M., Borghi, M., Fontanesi, S., “Experimental Validation of a 3D-CFD Model of a PEM Fuel Cell”, E3S Web Conf. Volume 197, 2020, https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019705004
d’Adamo, M. Riccardi, M. Borghi, S. Fontanesi, “CFD Modelling of a Hydrogen/Air PEM Fuel Cell with a Serpentine Gas Distributor”, Processes 2021, 9(3), 564; https://doi.org/10.3390/pr9030564
d’Adamo, M. Haslinger, G. Corda, J. Höflinger, S. Fontanesi, T. Lauer, “Modelling Methods and Validation Techniques for CFD Simulations of PEM Fuel Cells”, Processes 2021, 9(4), 688; https://doi.org/10.3390/pr9040688
d’Adamo, A., Corda, G., Fontanesi, S., Borghi, M. (2021). On the effect of complex permeability and thermal material properties for 3D-CFD simulation of PEM fuel cells. TECNICA ITALIANA-Italian Journal of Engineering Science, Vol. 65, No. 2-4, pp. 378-385. https://doi.org/10.18280/ti-ijes.652-435
Alessandro d’Adamo, Massimo Borghi, On the use of tapered channels gas distributors to promote convection in PEM Fuel Cells, E3S Web Conf. 312 07018 (2021), DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202131207018
Giuseppe Corda, Alessandro d’Adamo, Matteo Riccardi, Numerical comparison between conventional and interdigitated flow fields in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs), E3S Web Conf. 312 07016 (2021), DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202131207016
Giuseppe Corda, Stefano Fontanesi, Alessandro d’Adamo, “Methodology for PEMFC CFD Simulation Including the Effect of Porous Parts Compression”,International Journal of Hydrogen Energy, 2022, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.02.201
D’Adamo, A. and Corda, G., “Numerical Simulation of Advanced Bipolar Plates Materials for Hydrogen-Fueled PEM Fuel Cell,” SAE Technical Paper 2022-01-0683, 2022, https://doi.org/10.4271/2022-01-0683.
Corda, G., Fontanesi, S., and D’Adamo, A., “Numerical Comparison of the Performance of Four Cooling Circuit Designs for Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs),” SAE Technical Paper 2022-01-0685, 2022, https://doi.org/10.4271/2022-01-0685.