Il progetto JETCELL mira a riprogettare l'anodo di una cella a combustibile a carbone e idrossidi fusi (MH-DCFC) sfruttando la flessibilità della fabbricazione additiva e la produzione quasi libera da vincoli mediante la tecnologia del binder jetting. In una cella MH-DCFC, l'anodo rappresenta l'elettrodo dove il combustibile carbonioso viene ossidato liberando elettroni e producendo elettricità. Nella configurazione attuale, la cella a combustibile viene alimentata a lotti, limitando così la possibilità di un lavoro continuo che richiede l'interruzione del collegamento elettrico per rimuovere il combustibile esausto. Pertanto, la progettazione di un anodo innovativo in grado di essere alimentato in modo continuo, evacuando nel contempo il combustibile esausto, è una sfida che deve essere affrontata, con l'obiettivo di raggiungere la neutralità di carbonio entro i tempi previsti. Poiché la tecnologia del binder jetting non impiega alcuna fonte termica per fondere il letto di polveri, è intrinsecamente in grado di lavorare metalli, ceramiche e materiali compositi. Le MH-DCFC sono alimentate da materiali carboniosi, quindi, per evitare il consumo di combustibili fossili e la conseguente generazione di CO₂, verrà utilizzato carbonio biogenico, ottenuto dalla torrefazione o dalla pirolisi lenta di biomasse.

In particolare, la sansa (rifiuto solido della spremitura delle olive) sarà utilizzata come materia prima per ottenere il biocarburante. Questo aprirà nuove sinergie tra l'industria agricola e quella energetica nella prospettiva dell'economia circolare. Poiché l'efficienza delle DCFC può essere aumentata dall'uso di catalizzatori ossidici a base di ossido di ferro, calce e magnesia, nella progettazione delle celle saranno impiegati anche i fanghi rossi. Attraverso questa scelta si cerca di definire un uso specifico di questo rifiuto assolutamente pericoloso e dannoso per l'ambiente, risolvendo uno dei maggiori problemi dell'industria primaria dell’alluminio. Gli anodi metallici (acciaio inox AISI 316L) e compositi (AISI 316L+RM) saranno stampati con diverse geometrie (a sacchetto e a doppia elica) e testati in una cella MH-DCFC in scala di laboratorio con configurazione tradizionale, che attualmente utilizza biocarbone come combustibile. Inoltre, sulle pareti interne del crogiolo verrà depositato un rivestimento catalitico isolante a base di fango rosso, per massimizzarne la quota di utilizzo in questa tecnologia. I risultati attesi dell'indagine sono la possibilità di produrre anodi realmente in grado di essere alimentati e scaricati in modo continuo, sfruttando le proprietà catalitiche degli ossidi di ferro contenuti nei fanghi rossi.

Il Dipartimento di Meccanica è il coordinatore di questo progetto ed è responsabile della riprogettazione dell'anodo della cella a combustibile mediante l'uso della tecnologia binder jetting, della produzione e della caratterizzazione del combustibile a base di biocarbone e del funzionamento e controllo delle prestazioni della DCFC autocostruita. Le attività sono coadiuvate dal Dipartimento di Ingegneria Industriale dell'Università di Trento.

Il progetto è strutturato su due anni ed è finanziato dal bando PRIN-PNRR2022.