Titolo del progetto: Come un impianto a idrogeno potrebbe ridurre le emissioni a livello locale

Squadra: HyLite

Collegio di San Muredach   Ballina   Irlanda   4 Età dello studente: 16-17 anni

Come la proposta di un campo eolico con annesso impianto a idrogeno sarà vantaggiosa per il nostro clima locale, fornendo energia con emissioni ridotte.

Il nostro progetto era incentrato sull'esplorazione di soluzioni alternative per combattere il cambiamento climatico, studiando il potenziale delle centrali a idrogeno e delle turbine eoliche come fonte di energia pulita. Volevamo testare la potenza di un impianto a idrogeno alimentato da una turbina eolica, quindi abbiamo condotto esperimenti con un modello in miniatura e l'abbiamo confrontato con una turbina e un impianto a idrogeno di dimensioni normali.

Per aiutarci nella ricerca, abbiamo contattato Mercury Renewables, un'azienda che si occupa di energia sostenibile, e una ricercatrice post-laurea associata al progetto, Jochelle Ma Lois La Guipo, che ci ha fornito informazioni preziose e assistenza per le nostre domande. Riteniamo che gli impianti a idrogeno siano una soluzione promettente per ridurre le emissioni di carbonio su larga scala e possano offrire opportunità economiche alla comunità locale.

La nostra ipotesi è che gli impianti di idrogeno verde, alimentati da fonti energetiche rinnovabili come l'energia eolica e solare, possano ridurre significativamente le emissioni rispetto ai tradizionali metodi di produzione dell'idrogeno basati sui combustibili fossili. Inoltre, le celle a combustibile a idrogeno, alimentate da questo idrogeno rinnovabile, potrebbero rappresentare un'alternativa pulita ai combustibili fossili per l'alimentazione di veicoli e apparecchiature, contribuendo a mitigare l'impatto del cambiamento climatico.

Per mettere alla prova la nostra ipotesi, abbiamo assemblato la versione in miniatura dell'impianto a idrogeno e monitorato lo spostamento dell'acqua, la produzione di energia e di idrogeno durante il funzionamento del sistema. Le precauzioni di sicurezza erano fondamentali a causa dell'infiammabilità dell'idrogeno e della sua difficoltà di rilevamento in caso di perdita.

La nostra indagine ha dimostrato che la produzione di idrogeno verde utilizzando l'energia eolica può effettivamente essere un modo efficiente ed economico di produrre energia pulita. Il nostro modello ha dimostrato che la produzione di idrogeno può essere sostenuta grazie alla fornitura continua di energia eolica per alimentare la cella a combustibile reversibile. Il modello ha anche mostrato il potenziale delle celle a combustibile a idrogeno come alternativa pulita ai combustibili fossili per l'alimentazione di veicoli e apparecchiature.

Abbiamo costruito una versione in miniatura del campo eolico e dell'impianto a idrogeno e abbiamo raccolto dati sulla sua potenza, sulla produzione di idrogeno e su altri parametri chiave. Abbiamo poi confrontato i nostri dati con quelli pubblicati per impianti a idrogeno di dimensioni reali, tra cui uno usato come benchmark per la nostra analisi.

Il nostro esperimento ha rilevato che il mini impianto a idrogeno produceva una piccola quantità di idrogeno, 6 cm3 all'ora, con una bassa potenza di 0,048 watt al secondo. Il tempo di funzionamento della cella a combustibile dopo un'ora di produzione di idrogeno è stato di soli 3,5 minuti e la quantità di elettricità prodotta dopo un'ora di produzione di idrogeno è stata di 4,41 watt.

Al contrario, il grande impianto di idrogeno ha prodotto una quantità molto maggiore di idrogeno, 71.347 cm3 all'ora, un miglioramento significativo rispetto al mini impianto. Anche la potenza della turbina è stata molto più elevata, pari a 570,776 watt al secondo, a testimonianza della maggiore scala dell'impianto. Il tempo di funzionamento della cella a combustibile dopo un'ora di produzione di idrogeno è stato stimato in 2.497.144 minuti e la quantità di elettricità prodotta dopo un'ora di produzione di idrogeno è stata stimata in 3.146.401,44 watt.

Il confronto tra i due impianti dimostra i potenziali vantaggi della scalabilità della produzione di idrogeno, che può portare a produrre quantità significativamente maggiori di idrogeno e a generare più elettricità.

La nostra indagine ha fornito preziose indicazioni sul potenziale dell'idrogeno come fonte di energia pulita e come potenziale soluzione al problema della riduzione delle emissioni pur soddisfacendo il nostro fabbisogno energetico.

Guardando al futuro, riteniamo che la nostra indagine potrebbe essere migliorata conducendo test più approfonditi e raccogliendo dati per un periodo di tempo più lungo. Tuttavia, riteniamo di aver risposto alla nostra domanda di ricerca e di aver fornito una solida argomentazione a favore dei benefici di un campo eolico e di un impianto a idrogeno.

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