CH700485A2

CH700485A2 - Sistema e procedimento per la produzione di energia elettrica.

Info

Publication number: CH700485A2
Application number: CH00246/09A
Authority: CH
Inventors: Ivan Bordonzotti
Original assignee: Ivan Bordonzotti
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2010-08-31
Also published as: EP2219259A1

Abstract

Procedimento e sistema per la produzione di energia elettrica da combustile detto sistema comprende: – almeno una batteria metallo-aria che produce energia elettrica comprendente almeno un elettrodo di metallo atto ad ossidarsi per reazioni chimiche di scarica della batteria producendo ossidi ed idrossidi di metallo (40), almeno un elettrodo aria ed almeno un elettrolita (3) a base di soluzione acquosa alcalina posto a contatto con detto elettrodo metallico (2) e detto elettrodo aria (3); – almeno un rigeneratore (50) atto a ricevere il detto ossido ed idrossido di metallo (40), per le reazioni di scarica della batteria – detto rigeneratore comprende una camera di gassificazione combustione per ricevere il combustibile e trasformarlo in un flusso gassoso caldo contenente CO e/o H 2 ; – elementi per porre a contatto il detto flusso gassoso caldo con i detti ossidi ed idrossidi di metallo (40) per un tempo e ad una temperatura tali da rigenerare per riduzione e convertire gli ossidi ed idrossidi di metallo in metallo rigenerato allo stato liquido; – dispositivi di estrazione e di stampaggio per estrarre dal rigeneratore il detto metallo rigenerato fuso e stamparlo nella forma di un elettrodo vergine di dimensione atta ad essere ricevuto da una detta batteria; – almeno una batteria metallo aria per ricevere detto elettrodo di metallo rigenerato e stampato.

Description


  [0001]    La presente invenzione concerne un sistema ed un procedimento per la produzione di energia elettrica con alto rendimento di trasformazione a partire da combustibili di bassa o mediocre qualità.

  

[0002]    La generazione di energia elettrica partendo da combustibili in ogni loro forma è attualmente realizzata ricorrendo essenzialmente a turbine a vapore, turbine a gas, motori endotermici o altri tipi di motore primo.

  

[0003]    Tutti questi sistemi si basano dunque su un ciclo termodinamico applicato in apparecchi in grado di convertire l'energia del combustibile in energia meccanica prima e, grazie all'utilizzo di generatori elettrici o alternatori, in energia elettrica.

  

[0004]    Queste tecnologie hanno, come limite maggiore, il rendimento ridotto di conversione; sono cioè in grado di convertire in energia elettrica solo una minima parte dell'energia contenuta nel combustibile. Questa limitazione è dovuta innanzitutto alle leggi fondamentali della termodinamica le quali definiscono chiaramente che il massimo rendimento di conversione del ciclo termodinamico è dato dal rendimento di Carnot.

  

[0005]    E' possibile ottenere maggiori rendimenti elettrici complessivi solo prevedendo l'utilizzo di più cicli termodinamici in cascata, ad esempio impiegando i cosiddetti cicli combinati.

  

[0006]    L'esempio classico di ciclo combinato, e che negli ultimi anni trova sempre maggiore diffusione, è il sistema turbogas - turbovapore. Negli impianti che adottano questo sistema si ha normalmente una turbina a gas, alimentata a gas naturale o combustibile liquido, seguita da una caldaia per la produzione di vapore poi usato in una turbina a vapore. Il calore per produrre il vapore nella suddetta caldaia viene generato usando i fumi di scarico della turbina a gas. In questa maniera si "recupera" il calore nei fumi della turbina a gas che altrimenti andrebbe perso in atmosfera per produrre ulteriore energia elettrica, aumentando di fatto considerevolmente la frazione del combustibile trasformata in energia elettrica.

  

[0007]    Una soluzione alternativa per produrre energia elettrica da combustibile consiste nell'utilizzo delle cosiddette pile a combustibile.

  

[0008]    Una versione evoluta delle suddette pile è rappresentato dalle batterie metallo aria.

  

[0009]    US 4 745 038 ad esempio, descrive un sistema elettrico aria ferro a gassificazione integrato in grado di generare energia elettrica da carbone.

  

[0010]    Il sistema comprende una fornace di gassificazione che presenta almeno un reattore di gassificazione in cui un materiale carbonaceo entra in contatto e reagisce con un gas contenente vapore, per produrre un prodotto di reazione quale un gas caldo contenente CO e H2. Il gas caldo entra quindi in contatto con gli elettrodi di ferro scaricati ad una temperatura di oltre 450[deg.] C per convertire i composti di ferro scaricati in composti di ferro, e gli elettrodi di ferro ricaricati sono quindi posizionati nelle batterie aria ferro per generare energia elettrica.

  

[0011]    US 4 448 858 descrive delle batterie contenenti elettrodi di metallo ossidati e scaricati quali ad esempio batterie aria ferro. Le batterie sono caricate dal rimuovere e immagazzinare l'elettrolita in un serbatoio e dal pompare fluido riducente quale formalina da un serbatoio di immagazzinamento nelle batterie in contatto con le superfici degli elettrodi.

  

[0012]    Dopo che una quantità sufficiente di idrossido di ferro si è ridotta in ferro, il fluido riducente è drenato e l'elettrolita dal serbatoio in cui era immagazzinato è fatto ritornare alla batteria.

  

[0013]    La Richiedente ha innanzitutto notato che con un sistema quale quello illustrato in US 4,745,038 l'elettrodo della batteria presenta una costruzione complessa; dovendo avere grandi superfici specifiche per unità di volume per massimizzare il contatto con l'elettrolita, aumentando la superficie ossidata e dunque la produzione di energia elettrica.

  

[0014]    La Richiedente ha inoltre notato che gli elettrodi descritti nelle batterie dei documenti sopra citati presentano una durata di vita limitata; nel susseguirsi dei cicli di rigenerazione un tal tipo di elettrodo tende infatti a consumarsi e a perdere le sue caratteristiche. Massima cura deve essere quindi applicata nella fase di rigenerazione onde evitare la rottura dell'elettrodo che, tipicamente, è molto sottile e fragile.

  

[0015]    Infine la Richiedente ha notato che in sistemi quali quelli sopra descritto vi sono delle ulteriori difficoltà nella rigenerazione; essendo di fatto l'elettrodo una "spugna" molto fine questa tende ad assorbire tutte le impurità presenti nel gas caldo usato nella rigenerazione. Questa caratteristica di fatto rende quasi impossibile pensare la rigenerazione usando i gas prodotti da gassificatori di biomasse o di carbone che hanno la particolarità di contenere quantitativi non indifferenti di polveri e altri composti indesiderati.

  

[0016]    La Richiedente ha trovato che con un procedimento per la produzione di energia elettrica da combustibile provvista di una batteria metallo aria dotata di un 'elettrodo metallico comprende un metallo presentante una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.]C, una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] C e bassa energia di rottura dei legami è possibile ad ogni ciclo di rigenerazione disporre di elettrodi nuovi a tutti gli effetti che garantiscono la massime "performances" di utilizzo nella batteria 1.

  

[0017]    La Richiedente ha inoltre trovato che un sistema per la produzione di energia elettrica da combustibile provvista di una batteria metallo aria dotata di un elettrodo metallico come sopra descritto è possibile l'automatizzazione del processo di rigenerazione.

  

[0018]    In un suo primo aspetto l'invenzione riguarda un sistema per la produzione di energia elettrica da combustibile comprendente:
-almeno una batteria metallo-aria atta a produrre energia elettrica comprendente almeno un elettrodo di metallo atto ad ossidarsi per reazioni chimiche di scarica della batteria, almeno un elettrodo aria ed almeno un elettrolita a base di soluzione acquosa alcalina posto a contatto con detto elettrodo metallico e detto elettrodo aria;
-almeno un rigeneratore atto a ricevere il detto almeno un elettrodo metallico una volta ossidato per le reazioni di scarica della batteria;
-detto rigeneratore comprendendo una camera di gassificazione per ricevere il combustibile e trasformarlo in un flusso gassoso caldo;

  
-Elementi per porre a contatto il detto flusso caldo con il detto elettrodo di metallo ossidato per un tempo e ad una temperatura tali da rigenerare per riduzione e convertire gli ossidi degli elettrodi metallo in metallo rigenerato fuso;
-dispositivi di estrazione e di stampaggio per estrarre dal rigeneratore il detto metallo rigenerato fuso e stamparlo nella forma di un elettrodo di dimensione atta ad essere ricevuto da una detta batteria metallo aria;
- almeno una batteria metallo aria atta a ricevere detto elettrodo di metallo rigenerato e stampato.

  

[0019]    Preferibilmente l'elettrodo metallico comprende un metallo presentante una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.]C, una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] C e bassa energia di rottura dei legami.

  

[0020]    Vantaggiosamente il sistema presenta almeno un dispositivo di alimentazione degli ossidi di metallo dell'elettrodo di metallo esaurito al reattore.

  

[0021]    Preferibilmente il reattore comprende una camera di reazione connessa con detta camera di gassificazione.

  

[0022]    Ancor più preferibilmente il sistema comprende un dispositivo di alimentazione del combustibile alla detta camera di gassificazione.

  

[0023]    Secondo una aspetto vantaggioso il sistema comprende almeno un dispositivo di insuflaggio di aria al detto reattore.

  

[0024]    Preferibilmente, detto almeno un dispositivo di insuflaggio di aria comprende almeno un condotto di aspirazione di aria dall'esterno almeno uno scambiatore di calore per scaldare l'aria proveniente dall'esterno ed almeno un condotto per alimentare l'aria scaldata dal detto scambiatore al detto reattore.

  

[0025]    Vantaggiosamente, il sistema comprende almeno un gruppo di depolverizzazione dei fumi di combustione per estrarre dai fumi (F) di combustione tutto il particolato solido in essi trascinato.

  

[0026]    Preferibilmente, il dispositivo di depolverizzazione comprende almeno due cicloni separatori in serie di tipo inerziale di cui il primo ciclone presenta efficienza di separazione minore al secondo ciclone.

  

[0027]    Secondo un altro aspetto la presente invenzione concerne un procedimento per la produzione di energia elettrica con alto rendimento di trasformazione a partire da combustibili di bassa o mediocre qualità in un sistema comprendente almeno una batteria metallo aria provvista di un elettrodo metallico presentante una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.]C, una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] C e bassa energia di rottura dei legami, almeno un rigenerato ed almeno uno stampo di un elettrodo metallico 2 comprende le fasi di:
a) estrarre ossidi ed idrossidi di metallo da almeno una batteria metallo aria, detti ossidi ed idrossidi provenendo dalla reazione di scarica di un elettrodo metallico;
b) alimentare detti ossidi ed idrossidi di metallo ad un rigeneratore;

  
c) esporre detti ossidi ed idrossidi ad un flusso di gas caldo contenente CO e H2 ad una temperatura tra 750[deg.]C e 1200[deg.]C per un tempo tale da rigenerare per riduzione e convertire gli ossidi ed idrossidi di metallo in metallo rigenerato allo stato liquido;
d) stampare detto metallo fuso nella forma di un elettrodo di dimensione atta ad essere ricevuto da una detta batteria;
e) inserire detto elettrodo stampato in una detta batteria. Preferibilmente, il procedimento per la produzione di energia elettrica comprende una fase di preriscaldamento degli ossidi ed idrossidi di metallo ad una temperatura tra 120[deg.]C e 250[deg.]C prima dell'inserimento dei detti ossidi ed idrossidi di metallo nel detto reattore.

  

[0028]    Vantaggiosamente, il procedimento per la produzione di energia elettrica comprende una fase di generazione del detto flusso di gas contenente CO e/o H2.

  

[0029]    Preferibilmente, la fase di generazione del detto flusso di gas contenente CO e/o H2 comprende le fasi di:
alimentazione del combustibile e di flusso aria calda ad un camera di gassificazione;
accensione del combustibile;
combustione per un tempo predeterminato del detto combustibile esposto al flusso di aria calda.

  

[0030]    Preferibilmente il procedimento per la produzione di energia elettrica comprende una fase di estrarre dai fumi di combustione provenienti dal rigeneratore tutto il particolato solido in essi trascinato.

  

[0031]    Più preferibilmente, la fase di estrazione degli ossidi ed idrossidi di metallo da almeno una batteria metallo aria comprende le fasi di:
filtrare gli ossidi ed idrossidi di metallo (40) per separarli dal da un elettrolita (3);
lavare gli ossidi ed idrossidi di metallo ottenuti dalla fase precedente con acqua distillata;
essiccare gli ossidi ed idrossidi di metallo lavati con acqua distillata. In un suo ulteriore aspetto l'invenzione riguarda una batteria metallo aria comprendente;
almeno un elemento di contenimento;
almeno un elettrolita a base di soluzione acquoso alcalina contenuto nel detto elemento di contenimento; almeno un elettrodo metallico;
almeno un elettrodo aria;
caratterizzato dal fatto che l'elettrodo metallico presenta una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.], una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] e bassa energia di rottura dei legami.

  

[0032]    Preferibilmente, l'elettrodo metallico comprende essenzialmente stagno.

  

[0033]    Alternativamente l'elettrodo metallico comprende essenzialmente piombo Pb.

  

[0034]    Vantaggiosamente, l'elettrodo aria comprende un elemento a lastra multistrato.

  

[0035]    Secondo un altro aspetto vantaggioso l'elettrodo aria comprende un telaio di supporto, per l'elemento a lastra multistrato e mezzi di fissaggio rimovibile del detto telaio al contenitore in modo che l'elemento a lastra multistrato sia a contatto con l'elettrolita contenuto nel detto contenitore.

  

[0036]    Preferibilmente, l'elemento a lastra multistrato comprende un tessuto di tipo "tessuto non tessuto" atto ad entrare in contatto con il detto elettrolita, uno strato di PTFE ed uno una parte attiva comprendente una rete metallica su cui è depositato uno strato di carbone, interposta tra lo strato di PTFE e lo strato di tessuto non tessuto.

  

[0037]    Vantaggiosamente, l'elemento a lastra multistrato è interposto tra il detto telaio in modo che almeno una porzione di strato fuoriesca da detto almeno un telaio per almeno 7mm.

  

[0038]    Secondo una altro aspetto vantaggioso, l'elettrolita comprende idrossido di potassio KOH in soluzione acquosa.

  

[0039]    Preferibilmente, I' elettrolita comprende NaCI in soluzione acquosa satura.

  

[0040]    Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, di un sistema e di un procedimento per la produzione di energia elettrica con alto rendimento di trasformazione a partire da combustibili di bassa o mediocre qualità, secondo la presente invenzione.

  

[0041]    Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a scopo solo indicativo e, pertanto non limitativo, nei quali:
<tb>la fig. 1 <sep>è una vista schematica laterale di una pluralità di batterie metallo-aria secondo l'invenzione;


  <tb>la fig. 2 <sep>è una vista schematica dall'alto della pluralità di batterie metallo aria secondo la presente invenzione mostrate in fig. 1;


  <tb>la fig. 3 <sep>è una vista laterale schematica dell'elettrodo aria utilizzato in una batteria metallo aria secondo la presente invenzione;


  <tb>la fig. 4 <sep>è una vista in sezione dell'elettrodo aria di fig. 3 secondo la linea X-X;


  <tb>la fig. 5 <sep>è una vista schematica di una prima porzione del sistema per la produzione di energia elettrica con alto rendimento di trasformazione a partire da combustibili di bassa o mediocre qualità secondo la presente invenzione;


  <tb>la fig. 6 <sep>è una vista schematica di una seconda porzione del sistema per la produzione di energia elettrica con alto rendimento di trasformazione a partire da combustibili di bassa o mediocre qualità secondo la presente invenzione.

  

[0042]    Con riferimento alle fig. 1-4, una batteria metallo- aria utilizzabile nel sistema di produzione energia, secondo l'invenzione, viene identificata con il riferimento numerico 1.

  

[0043]    La batteria comprende un elettrodo di metallo 2 almeno parzialmente disposto in un elettrolita 3, a base di soluzione acquosa alcalina, contenuto in un apposito recipiente contenitore 5 ed un elettrodo d'aria 4 fissato esternamente al contenitore 5, ma in contatto con l'elettrolita ad opera di una finestra realizzata nel recipiente contenitore 5 stesso.

  

[0044]    Preferibilmente, il recipiente contenitore 5 si presenta con forma a parallelepipedo e approssimativamente le sue dimensioni esterne sono di circa 420 mm x 80 mm, con altezza h di 100 mm.

  

[0045]    Come accennato, il recipiente contenitore 5 presenta una finestra, posta su un lato a cui è montato in modo rimovibile l'elettrodo aria 4, ed un coperchio superiore 7 anch'esso vincolato in modo rimovibile, attraverso dispositivi di fissaggio, quali vite e bulloni 8, al recipiente contenitore in corrispondenza del suo bordo superiore.

  

[0046]    Preferibilmente, il recipiente contenitore 5 è realizzato in ABS o altro materiale non conduttivo che è stabile e resistente all'elettrolita 3.

  

[0047]    Secondo un aspetto vantaggioso, l'elettrolita 3 comprende idrossido di potassio KOH in soluzione acquosa.

  

[0048]    Preferibilmente, l'elettrolita 3 comprende di NaCI in soluzione acquosa satura.

  

[0049]    Un esempio di miscela acquosa per l'elettrolita 3 potrebbe essere: -20-25%vol. di soluzione acquosa di KOH al 45% in peso; -0-10%vol.di soluzione acquosa satura di NaCI; -65-80%vol di H20.

  

[0050]    L'aggiunta di cloruro di sodio NaCI, malgrado riduca le performance iniziali, permette invece di mantenere permeabile lo strato superficiale di ossido che comunque si forma sugli elettrodi, cosicché la batteria riesce a mantenere buone "performances" più a lungo.

  

[0051]    La Richiedente ha, comunque, osservato che qualora come elettrolita 3 venga utilizzato una soluzione acquosa di solo idrossido di potassio KOH al 15-25% in peso si ottiene il miglior compromesso tra porosità dello strato superficiale di ossido e perfomance dell'elettrodo di metallo 2.

  

[0052]    I test condotti hanno mostrato che in questo caso è possibile utilizzare elettrodi metallici 2 con 3 mm di spessore e oltre. La batteria 1 con questi spessori di elettrodi di metallo 2 ha mantenuto le "performances" quasi inalterate fino ad uno strato di ossido sugli elettrodi quasi equivalente allo spessore iniziale dell'elettrodo 2.

  

[0053]    Lo strato di ossido sull'elettrodo risulta avere una consistenza simile ad una pasta e in parte tende a staccarsi e a depositarsi sul fondo della batteria.

  

[0054]    L'elettrodo d'aria 4 comprende una lastra multistrato 10 di dimensioni leggermente superiore alla finestra realizzata sul recipiente contenitore 5. La lastra multistrato 10 comprende un telaio di supporto 9 a cui è interposto l'elemento a lastra multistrato 10 e mezzi di fissaggio rimovibili 11 del detto telaio 9 al detto recipiente contenitore 5. I mezzi di fissaggio rimovibili 11, rappresentati ad esempio da viti, fissano il telaio 9 al det contenitore 5 in modo che l'elemento multistrato 10 sia a contatto con l'elettrolita 3 contenuto nel recipiente contenitore 5.

  

[0055]    Preferibilmente, il detto telaio di supporto 9 è in materiale plastico. Vantaggiosamente, l'elemento a lastra multistrato 10 comprende uno strato di tessuto di tipo "tessuto non tessuto" atto ad entrare in contatto con l'elettrolita 3, uno strato di PTFE ed una parte attiva comprendente una rete metallica 14 su cui è depositato uno strato di carbone, interposta tra lo strato di PTFE e lo strato di tessuto non tessuto.

  

[0056]    Preferibilmente, l'elemento a lastra multistrato 10 è racchiuso dal telaio 9 in modo che almeno una porzione 13 della lastra multistrato 10 fuoriesca da detto telaio per almeno 7mm, in modo da favorire la connessione elettrica.

  

[0057]    In particolare, la connessione elettrica avviene con la rete metallica della parte attiva che fuoriesce dal detto telaio 9.

  

[0058]    Secondo un aspetto importante della presente invenzione, l'elettrodo metallico 2 comprende un metallo che presenta una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.], una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] e bassa energia di rottura dei legami.

  

[0059]    La bassa temperatura di fusione del metallo di cui è composto l'elettrodo metallico 2 comporta come vedremo nel seguito nel processo di rigenerazione anche la fusione, vale a dire il passaggio allo stato liquido, degli ossidi ed idrossidi formati dalla riduzione dell'elettrodo 2 e la costruzione di un nuovo elettrodo 2 per stampaggio.

  

[0060]    La fusione dell'elettrodo ha due vantaggi principali:
ad ogni ciclo di rigenerazione si può disporre di elettrodi nuovi a tutti gli effetti che garantiscono la massime "performances" di utilizzo nella batteria 1;
l'automatizzazione del processo di rigenerazione.

  

[0061]    La temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] consente invece che non vi siano fenomeni di vaporizzazione. Quest'ultimi comporterebbero infatti la perdita di metallo trascinato nella corrente gassosa durante la rigenerazione, unitamente a problemi di controllo delle emissioni in atmosfera.

  

[0062]    Come vedremo nel seguito, la rigenerazione avviene per via termochimica e dunque a temperature elevate, pari o superiori ai 850-1100[deg.]C. L'elettrodo metallico, una volta esaurito, è infatti composto essenzialmente da ossido e idrossido. Il metallo rigenerato può' dunque trovarsi in correnti gassose a queste temperature ed è dunque importante che non vi siano fenomeni di vaporizzazione che comporterebbero le problematiche di perdita di metallo trascinato nella corrente gassosa e di controllo delle emissioni in atmosfera sopra citati.

  

[0063]    Gli elementi metallici utilizzati nella batteria 1 inizialmente presentano forme preferibilmente allungate di sezione costante. Più preferibilmente sono di forma rettangolare con la faccia di maggiore superficie parallela all'elettrodo ad aria al fine di massimizzare lo scambio ionico tra i due. La composizione dell'elemento deve essere il più poroso possibile al fine di massimizzare la superficie attiva.

  

[0064]    Altre forme che permettono l'aumento della superficie dell' elettrodo 2 a contatto con l'elettrolita 3 sono comunque possibili, ad esempio con ondulazioni, alette, forature o altro.

  

[0065]    Preferibilmente, il metallo dell'elettrodo metallico 2 comprende essenzialmente stagno Sn.

  

[0066]    La Richiedente ha infatti trovato che lo stagno con temperatura di fusione pari a circa 230[deg.]C, temperatura di ebollizione pari a circa 2270[deg.]C e bassa energia di rottura dei legami risolve le problematiche sopra descritte.

  

[0067]    Alternativamente, il metallo dell'elettrodo metallico 2 comprende essenzialmente piombo Pb.

  

[0068]    Nelle fig. 5 e 6 viene rispettivamente mostrata una prima ed una seconda porzione di un sistema per la produzione di energia elettrica con alto rendimento di trasformazione a partire da combustibili di bassa o mediocre qualità secondo la presente invenzione.

  

[0069]    In particolare in fig. 5vengono mostrate una pluralità di batterie metallo aria 1 del tipo precedentemente descritte collegate in serie.

  

[0070]    Ciascuna batteria presenta in corrispondenza del fondo un condotto di scarico 25 con una valvola di scarico 26. Sia il condotto di scarico 25 sia la valvola 26 sono in materiale elettricamente non conduttivo, quale ad esempio ABS, polietilene, polipropilene, per evitare il corto circuito della batteria 1 ad essi collegata.

  

[0071]    A valle delle valvole 26, i condotti di scarico 25 sono riuniti in un solo collettore 27 accoppiato ad una pompa 28, preferibilmente di tipo a membrana o peristaltica. A valle della pompa 28 è installato un filtro 29, preferibilmente di tipo a candele in ceramica o tessuto a base di PTFE.

  

[0072]    Ciascuna batteria 1 presenta, inoltre, in corrispondenza del proprio coperchio 7 un condotto 21 con una valvola 22. Anche in questo caso, sia il condotto 21 sia la valvola 22 sono in materiale elettricamente non conduttivo per evitare il corto circuito della batteria 1 ad essa collegata. Ciascun condotto 21 con valvola 22 confluisce in un condotto 30 che converge anch'esso nel filtro 29.

  

[0073]    Al fine di mantenere sempre il perfetto bilanciamento della corrente elettrica generata da ogni singola batteria 1, massimizzando dunque sia la resa complessiva della batteria 1 sia la sua tensione elettrica, ogni batteria presenta un supporto mobile 31.

  

[0074]    Il supporto mobile 31 vincola in modo verticalmente scorrevole l'elettrodo metallico 2.

  

[0075]    Il supporto mobile 31 ha sia la funzione di sostegno, sia lo scopo di immergere nell'elettrolita 3, l'elettrodo metallico 2 che si consuma, sia lo scopo di collegare elettricamente l'elettrodo metallico 2 ai circuiti della batteria.

  

[0076]    Durante il funzionamento, l'elettrodo metallico 2 si consuma, andando a formare ossidi e idrossidi 40 del medesimo metallo che si vanno a depositare sul fondo dell'elemento della batteria. Consumandosi l'elettrodo 2 si riduce in lunghezza, riducendo al contempo la corrente elettrica generata dalla batteria 1, questa riduzione viene compensata agendo sul supporto mobile 31.

  

[0077]    In fig. 6 viene mostrata la seconda porzione del sistema di produzione energia secondo la presente invenzione.

  

[0078]    La miscela di ossidi ed idrossidi metallici 40 prodotti nelle batterie 1 da esse estratti e preventivamente essiccati ad opera dei condotti 27 del filtro 29 e del serbatoio 20 viene immessa nella seconda porzione del sistema.

  

[0079]    L'ingresso è mantenuto a tenuta d'aria grazie ad un sistema di tenuta meccanico 41, composto da doppia serranda (come indicato in figura 7) ad apertura alternata o alternativamente da valvola stellare.

  

[0080]    Gli ossidi ed idrossidi 40 si raccolgono poi nel recipiente 42 per poi venire estratti attraverso la coclea 43. Detta coclea 43 è inserita in un condotto 44 collegato al recipiente 42 e a valle ad un rigeneratore 50.

  

[0081]    La coclea 43 è inoltre collegata a monte ad uno scambiatore di calore 45 connesso al detto rigeneratore 50 in modo da convogliare fumi di combustione F ancora caldi prodotti per il processo di rigenerazione alla coclea 43.

  

[0082]    Tali fumi F permettono, raffreddandosi, il preriscaldo degli ossidi ed idrossidi prima di iniziare il vero e proprio processo di rigenerazione, aumentando così il rendimento termico del sistema.

  

[0083]    Attraverso il condotto 46 la coclea 43 è inoltre collegata ad un gruppo di depolverizzazione 60.

  

[0084]    Il gruppo di depolverizzazione 60 si incarica di estrarre dai fumi F tutto il particolato solido trascinato. Preferibilmente, il gruppo di depolverizzazione 60 è composto da due cicloni in serie 47,48, elementi questi che permettono una separazione di tipo inerziale. Altri elementi di depolverizzazione sono comunque applicabili, ad esempio dei separatori elettrostatici. La scelta dipende essenzialmente dal grado (o efficienza) di depolverizzazione che si vuole ottenere.

  

[0085]    Il primo ciclone 47, con efficienza di separazione minore al secondo ciclone 48, si incarica di estrarre dai fumi F le polveri più grossolane e a maggiore densità, composte quindi in massima parte da ossidi e metallo già rigenerato trascinati con i fumi F. Questa polvere viene estratta dal fondo del ciclone 47 attraverso un sistema a tenuta d'aria 49 e raccolta nel recipiente 51. Questa polvere verrà poi reimmessa nel sistema di rigenerazione andandola a miscelare con gli ossidi ed idrossidi in ingresso al rigeneratore 50.

  

[0086]    Il secondo ciclone 48 si incarica di estrarre dai fumi F il particolato rimanente, composto dalle polveri più fini e a minore densità, composte quindi dalle ceneri contenute nel combustibile usato per la rigenerazione. Queste ceneri vengono estratte dal fondo del ciclone 48 attraverso un sistema a tenuta d'aria 52 e raccolte nel recipiente 53. Queste verranno poi smaltite in discarica.

  

[0087]    I fumi F a valle del gruppo di depolverizzazione possono allora essere inviati in atmosfera attraverso il camino 54.

  

[0088]    II rigeneratore 50 atto a ricevere gli ossidi e gli idrossidi 40 ossidati dell'elettrodo metallico 2 una volta ossidato per le reazioni di scarica della batteria 1 comprende una camera di reazione 15 cilindrica, una camera di post-combustione 17 concentrica alla camera di reazione 15 ed una camera di gassificazione 16.

  

[0089]    Nella forma di realizzazione preferenziale mostrata in figura 7, la camera di reazione 15 sormonta la camera di combustione 16 ed è ad essa collegata attraverso una griglia metallica 18 che presenta fori di dimensione predefinita posizionata sul fondo della camera di reazione stessa.

  

[0090]    Preferibilmente, i fori della griglia 18 presentano un diametro maggiore o uguale a 3 mm.

  

[0091]    La camera di reazione 15 è connessa attraverso il condotto 13 alla coclea 44 per ricevere gli ossidi ed idrossidi 40 provenienti dalle batterie metallo aria 1 e ad un sistema di insuflaggio dell'aria.

  

[0092]    Il sistema di insuflaggio attraverso il condotto 33 viene insufflata aria dall'esterno alla camera di post-combustione 17.

  

[0093]    Il condotto 33 presenta in corrispondenza dell'estremità opposta alla camera di reazione 15 un ventilatore 32, preferibilmente a velocità variabile.

  

[0094]    Il ventilatore 32, permette la regolazione della portata di aria insufflata. L'aria da insufflare viene controllata in funzione della temperatura desiderata per il processo, pari a circa 850 -1100[deg.]C. La misura della temperatura avviene tramite dispositivi di rilevamento della stessa, quali ad esempio un termometro, non mostrato in figura, installato nella camera.

  

[0095]    La camera di gassificazione 16 è rivestita al suo interno con materiale refrattario idoneo a resistere alle alte temperature che ivi si creano, che possono raggiungere anche i 1200[deg.]C.

  

[0096]    La camera di gassificazione 16 prevede un dispositivo di raccolta ed estrazione del metallo rigenerato fuso in caduta dalla camera di reazione attraverso la griglia 18.

  

[0097]    Il dispositivo di raccolta ed estrazione prevede un bacino di raccolta 62 posto direttamente al di sotto della griglia 18 ed un condotto 63 provvisto di valvola 64 per portare il metallo fuso ad uno stampo 61 esterno al rigeneratore 50 per lo stampaggio di un nuovo elettrodo 2.

  

[0098]    La camera di gassificazione 16 è connessa a dispositivi di alimentazione del combustibile 35,67 quali ad esempio una coclea 35 collegata ad un sistema di ingresso a tenuta meccanico 67, composto da doppia serranda (come indicato in figura 7) ad apertura alternata o alternativamente da valvola stellare.

  

[0099]    Alternativamente alla coclea 35, potrebbero essere previsti differenti dispositivi di trasporto del combustibile a seconda della tipologia del combustibile usato, quali ad esempio i trasportatori a raschetti o a tappeto.

  

[0100]    Il combustibile utilizzato per il processo secondo la presente invenzione può essere carbone fossile, carbone vegetale, biomassa (ad esempio legna) e qualsiasi altro materiale combustibile che nella sua composizione contenga carbonio.

  

[0101]    La camera di gassificazione 16 è collegata al sistema di insuflaggio d'aria 33,36,38,45,32.

  

[0102]    In particolare, nel sistema di insuflaggio d'aria il condotti 36 è collegato allo scambiatore 45 e quest'ultimo attraverso il condotto 33 al ventilatore 32 precedentemente descritto.

  

[0103]    Inferiormente alla camera di combustione è presenta un griglia 37 ed uno scarico a tenuta 63 per la raccolta delle ceneri di combustibile.

  

[0104]    In particolare, le ceneri contenute nel combustibile esaurito cadono attraverso la griglia 37 e vengono estratte attraverso lo scarico a tenuta 63 raccolte nel recipiente 64 per poi essere smaltite in discarica.

  

[0105]    Gli elettrodi metallici vergini prodotti dal processo secondo la presente invenzione negli stampi 61 vengono inseriti nella batteria 1 dall'alto, fissandosi ciascuno sul rispettivo supporto mobile 31, attraversando il coperchio e rimanendo parzialmente immersi nell'elettrolita 3 della batteria 1. Il supporto mobile 31 immerge nell'elettrolita 3 l'elettrodo metallico 2 man mano che si che si consuma, per le reazioni di scarica della batteria 1.

  

[0106]    In particolare, nella batteria 1 avviene la seguente reazione con riferimento ad un elettrodo metallico di stagno
<tb>H20 + [1/2] O2 + 2e -> 2 OH<sep>sull'elettrodo aria


  <tb>Sn + 2OH -> Sn(OH)2 + 2 e-<sep>sull'elettrodo metallico


  <tb>Sn + [1/2] O2 -> Sn(OH)2<sep>Complessiva

  

[0107]    Gli elettroni in circolazione forniscono la forza elettromotrice e dunque l'energia elettrica. Le tensioni di cella ottenute si situano praticamente tra i 0.8 e 1.0 Volts.

  

[0108]    Il prodotto esaurito dell'elettrodo metallico è composto da ossido e idrossido di stagno usando elettrodi metallici di stagno rispettivamente da idrossido di piombo usando elettrodi metallici di piombo.

  

[0109]    Le reazioni chimiche indicate nelle tabelle precedenti sono semplificate: ad esempio durante l'ossidazione dello stagno si forma, oltre all'idrossido Sn(OH)2, anche gli ossidi idrati di stagno (II), di formula 5.Sn0.2H20 e ossidi idrati di stagno (IV), di formula tipica Sn02.nH20. In particolare nei test condotti sulle batterie con lo stagno si son verificati depositi importanti di ossidi idrati di stagno (II), nella forma anche chiamata idroromarchite.

  

[0110]    Ai fini della presente descrizione l'esatta composizione dei prodotti rimane comunque ininfluente in quanto la totalità di essi va poi a trasformarsi in ossido di stagno Sn02 nelle fasi iniziali della rigenerazione.

  

[0111]    Gli ossidi ed idrossidi di metallo 40, preferibilmente stagno si depositano sul fondo di ciascuna batteria in attesa di essere scaricati, come visibile in fig. 6.

  

[0112]    Quando la quantità di ossidi e idrossidi metallici 40 depositati sul fondo di una batteria metallo aria 1 risulta eccessivo, viene attivata la sequenza di estrazione, eseguita per una batteria alla volta per evitare il cortocircuito della batteria, che consiste in:
apertura della valvola 26 e della valvola 22 abbinati ad una singola batteria 1;
accensione della pompa 28; per ottenere un flusso circolante che allontana gli ossidi e idrossidi dalla batteria per portarli al filtro 29.

  

[0113]    La pompa e la relativa sequenza delle valvole vengono attivate a intervalli e per breve tempo. Ciò permette di rendere ridotto il consumo elettrico del sistema in paragone all'elettricità prodotta dalla batteria.

  

[0114]    Gli ossidi e idrossidi 40 si vanno poi a depositare sul filtro 29 da cui, al momento dello spegnimento della pompa, possono essere estratti. La separazione di ossidi e idrossidi 40 dal filtro 29 può avvenire anche in altre maniere, ad esempio con sistemi di controlavaggio ben conosciuti e utilizzati dagli addetti del settore.

  

[0115]    Il materiale estratto verrà poi lavato con acqua per allontanare i residui di elettrolita 3 diventando così pronto a subire il processo di rigenerazione.

  

[0116]    La pasta di ossidi e idrossidi metallici 40 può essere separata e depurata dall'elettrolita 3 tramite le operazioni seguenti:
prima separazione della pasta dall'elettrolita tramite filtrazione con filtri a tessuto (resistenti alle sostanze alcaline) o, preferibilmente, filtri a candela;
lavaggio della pasta così ottenuta con acqua distillata fino a completa pulizia della pasta. Si procede innanzitutto alla miscelazione di pasta e acqua tramite mescolamento, seguita poi da separazione della pasta dall'acqua tramite filtrazione con metodi già descritti al precedente punto;
la pasta può essere essiccata usando, nel caso di impianto industriale, il calore residuo prodotto dal rigeneratore, altrimenti con altri mezzi di uso comune;
l'acqua risultante dal lavaggio e filtrazione della pasta contiene allora essenzialmente i sali che compongono l'elettrolita (KOH e NaCI).

   Tramite evaporazione parziale dell'acqua, seguita con metodi già descritti al punto precedente, è possibile ricreare l'elettrolita alla concentrazione desiderata, le proporzioni tra i sali essendo rimaste invariate rispetto all'elettrolita originale.

  

[0117]    Altrimenti è possibile ricuperare i sali di partenza tramite evaporazione totale dell'acqua, messa in soluzione dei sali in alcool etilico, separazione tramite filtrazione del cloruro di sodio (NaCI, insolubile in alcool etilico) e recupero dell'idrossido di potassio (KOH, solubile in alcool etilico) tramite evaporazione dell'alcool.

  

[0118]    Gli ossidi ed idrossidi del metallo 40 da rigenerare, filtrati e lavati sono pronti per essere inseriti nel rigeneratore, attraverso il recipiente e la coclea 43.

  

[0119]    Nella coclea 43 gli ossidi ed idrossidi 40 del metallo da rigenerare vengono preriscaldati ad una temperatura di circa 120 - 250[deg.]C ad opera dei fumi caldi prodotti dal processo di rigenerazione. Il preriscaldamento degli ossidi ed idrossidi 40 del metallo da rigenerare prima di iniziare il vero e proprio processo di rigenerazione, ne aumenta il rendimento termico.

  

[0120]    Dalla coclea 43 gli ossidi ed idrossidi 40 da rigenerare arrivano alla camera di reazione dove sono esposti ad un flusso gassoso caldo contenente CO e/o H2 proveniente dalla camera di gassificazione 16.

  

[0121]    Il contatto tra gli ossidi contenuti nella camera di reazione 15 e i suddetti gas, che ivi giungono a temperature oscillanti tra i 850 e i 1000[deg.]C, permette la riduzione degli ossidi ed idrossidi 40 in metallo.

  

[0122]    In dettaglio, gli idrossidi ed eventuali ossidi idrati vengono trasformati in ossidi sotto l'effetto del calore tramite le seguenti reazioni semplificate, citate per semplicità unicamente per lo stagno
Sn(OH)2 + calore -> SnO + H2O
5SnO.2H20 + calore 5 SnO + 2 H2O
SnO2.nH2O + calore -> SnO2 + n H2O
dove n è un numero intero maggiore di zero
SnO + ossigeno + calore -> SnO2

  

[0123]    L'ossido viene poi ridotto ad effetto delle reazioni con CO e idrogeno presenti nel flusso gassoso caldo.
SnO2 + 2 CO -> Sn + 2 CO2
SnO2 + 2 H2 -> Sn + 2 H2O

  

[0124]    Viste le temperature in gioco, il metallo così prodotto si presenta in forma liquida e scende per gravità verso il basso andando a raccogliersi nel recipiente 62 dal quale viene poi estratto all'esterno del rigeneratore e direttamente colato in appositi stampi 61 con la forma degli elettrodi vergini da usare nelle batterie 1.

  

[0125]    Si precisa che non tutto il monossido di carbonio CO e H2 contenuti nel gas viene utilizzato per la riduzione degli ossidi ed idrossidi. Il residuo di questi gas che esce dalla camera di reazione 15 va allora a fluire nella camera di post-combustione 16 aventi pareti refrattarie atte a resistere alle alte temperature della zona. In questa camera viene inoltre convogliata aria fresca che permette la combustione totale del monossido di carbonio e idrogeno residui. Dalla camera di post-combustione 17 escono allora unicamente fumi caldi composti da anidride carbonica, acqua, ossigeno e azoto. Il calore di questi fumi viene, come abbiamo già descritto precedentemente, recuperato prima nello scambiatore di calore e poi nella condotto 44 che circonda la coclea 43 di trasporto degli ossidi ed idrossidi 40.

  

[0126]    La produzione del flusso gassoso caldo contenente CO e/o idrogeno richiesti per la riduzione degli ossidi avviene nella camera di gassificazione 16 attraverso combustione del combustibile alimentato attraverso la coclea 35.

  

[0127]    A tale scopo, dal fondo della camera di gassificazione 16 viene insufflata l'aria in quantità sensibilmente inferiore alla quantità necessaria alla combustione stechiometrica di tutto il combustibile. Quest'aria viene inizialmente riscaldata a temperature sufficienti a permettere l'accensione, ad esempio tramite resistenza elettrica o bruciatore a gas o altro modo non mostrati in figura. Una volta eseguita l'accensione, l'aria insufflata permette la combustione di parte del combustibile gassificando la parte restante, trasformandola in gas contenente monossido di carbonio e, a volte, idrogeno; poi convogliati nella camera di reazione 15.

  

[0128]    L'aria viene insufflata nella camera di gassificazione 16 grazie al ventilatore 32.

  

[0129]    A valle del ventilatore 32 l'aria viene preriscaldata nello scambiatore di calore 45 nel quale transitano anche i fumi caldi F provenienti dalla camera di postcombustione 17, permettendo così l'aumento del rendimento termico dell'apparecchio.

  

[0130]    Le ceneri contenute nel combustibile esaurito cadono poi attraverso la griglia 37 e vengono estratte attraverso lo scarico a tenuta 30 e raccolte nel recipiente 31 per poi essere smaltite in discarica.

  

[0131]    Il combustibile utilizzato convenzionalmente consiste in coke, carbone fossile o carbone di legna.

  

[0132]    Nel caso in cui il combustibile sia carbone le reazioni chimiche coinvolte sono:
C + O2 -> CO2
C + CO2 -> 2 CO
C + H2O -> CO + H2
CO + H2O ?? -> CO2 + H2

  

[0133]    L'ossigeno richiesto per le reazioni è fornito sottoforma di aria dall'ambiente ad opera.

  

[0134]    L'acqua richiesta per le reazioni può essere fornita come acqua liquida, vapore o, in parte, prelevata dalle reazioni di trasformazione degli idrossidi metallici in ossidi metallici.

  

[0135]    Come precedentemente accennato i fumi caldi provenienti dalla camera di reazione 15 permettono, raffreddandosi, il preriscaldo degli ossidi 40 prima di iniziare il vero e proprio processo di rigenerazione, aumentando così il rendimento termico dell'apparecchio e poi veicolati al gruppo di depolverizzazione 47,48 attraverso il condotto 46.

  

[0136]    Il gruppo di depolverizzazione 47,48 si incarica di estrarre dai fumi F tutto il particolato solido trascinato.

  

[0137]    In dettaglio inizialmente vengono estratte dai fumi F le polveri più grossolane e a maggiore densità, composte quindi in massima parte da ossidi e metallo già rigenerato trascinati dalla camera di reazione 15 con i fumi F. Questa polvere viene estratta dal fondo del ciclone 47 e raccolta in un recipiente 51. Questa polvere verrà poi reimmessa nel ciclo di rigenerazione andandola a miscelare con gli ossidi 40 in ingresso al rigeneratore 50.

  

[0138]    Successivamente viene estratto dai fumi F il particolato rimanente, composto dalle polveri più fini e a minore densità, composte quindi dalle ceneri contenute nel combustibile usato per la rigenerazione. Queste ceneri vengono estratte dal fondo del ciclone 48 attraverso un sistema a tenuta d'aria 52 e raccolte nel recipiente 53. Queste verranno poi smaltite in discarica.

  

[0139]    I fumi a valle del sistema di depolverizzazione possono allora essere inviati in atmosfera attraverso il camino 54.

Claims

1. Sistema per la produzione di energia elettrica da combustile comprendente:

- almeno una batteria metallo aria (1) producente energia elettrica comprendente almeno un elettrodo di metallo (2) atto ad ossidarsi per reazioni chimiche di scarica della detta batteria metallo aria (2) producendo ossidi ed idrossidi di metallo (40), almeno un elettrodo aria (4) ed elettrolita (3) a base di soluzione acquosa alcalina posto a contatto con detto elettrodo metallico (2) e detto elettrodo aria (3);

- almeno un rigeneratore (50) atto a ricevere il detto ossido ed idrossido di metallo (40), per le reazioni di scarica della batteria (1);

- detto rigeneratore (10) comprendendo una camera di gassificazione (16) per ricevere del combustibile e trasformarlo in un flusso gassoso caldo contenente CO e/o H2;

- elementi per porre a contatto il detto flusso gassoso caldo con i detti ossidi ed idrossidi di metallo (40) per un tempo e ad una temperatura tali da rigenerare per riduzione e convertire gli ossidi ed idrossidi di metallo (40) in metallo rigenerato allo stato liquido;

- dispositivi di estrazione e di stampaggio (61;62;63;64) per estrarre dal rigeneratore il detto metallo rigenerato fuso e stamparlo nella forma di un elettrodo vergine di dimensione atta ad essere ricevuto da una detta batteria metallo aria (1);

- almeno una batteria metallo aria per ricevere detto elettrodo di metallo rigenerato e stampato.

2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo metallico (2) comprende un metallo presentante una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.], una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] e bassa energia di rottura dei legami.

3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di alimentazione (41, 42, 43, 44, 13) dei detti ossidi ed idrossidi di metallo (40) dell'elettrodo di metallo esaurito al detto reattore (50).

4. Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto reattore (50) comprende una camera di reazione (15) posta sopra e connessa con detta camera di gassificazione (16) ed una camera di postcombustione (17) posta esternamente e connessa con detta camera di reazione (15).

5. Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di alimentazione del combustibile (67;35) alla detta camera di gassificazione (16).

6. Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di insuflaggio di aria (70) al detto reattore (50).

7. Sistema secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto almeno un dispositivo di insuflaggio di aria comprende almeno un condotto (38) di aspirazione di aria dall'esterno, almeno un ventilatore (32) a monte del detto condotto di aspirazione, almeno uno scambiatore di calore (45) per scaldare l'aria proveniente dall'esterno ed almeno un condotto (36) per alimentare l'aria scaldata dal detto scambiatore (45) al detto reattore (50).

8. Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un gruppo di depolverizzazione (60) dei fumi di combustione per estrarre dai fumi (F) di combustione tutto il particolato solido in essi trascinato.

9. Sistema secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che un gruppo di depolverizzazione (60) dei fumi di combustione comprende almeno due cicloni separatori in serie di tipo inerziale di cui II primo ciclone (47), presenta efficienza di separazione minore al secondo ciclone (48).

10. Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto combustibile e scelto tra coke; carbone di legna, carbone fossile, biomassa contente legna o una loro miscela.

11. Procedimento per la produzione di energia elettrica da combustibile in un sistema comprendente almeno un rigenerato (50), almeno uno stampo (61) di un elettrodo metallico (2) almeno una batteria metallo aria (1), provvista detto elettrodo metallico 2, presentante una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.]C, una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] C e bassa energia di rottura dei legami, comprende le fasi di:

a) estrarre ossidi ed idrossidi di metallo (40) da almeno una batteria metallo aria (1), detti ossidi ed idrossidi provenendo dalla reazione di scarica di un elettrodo metallico (2);

b) alimentare detti ossidi ed idrossidi di metallo (40) ad un rigeneratore (50);

c) esporre detti ossidi ed idrossidi ad un flusso di gas caldo contenente CO e H2 ad una temperatura tra 800 e 1200 [deg.]C per un tempo tale da rigenerare per riduzione e convertire gli ossidi ed idrossidi di metallo (40) in metallo rigenerato allo stato liquido (41);

d) stampare detto metallo fuso (41) nella forma di un elettrodo (2) di dimensione atta ad essere ricevuto da una detta batteria (1);

e) inserire detto elettrodo (2) stampato in una detta batteria (1).

12. Procedimento secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di preriscaldamento dei detti ossidi ed idrossidi di metallo (40) ad una temperatura tra 120 - 250[deg.]C prima dell'inserimento dei detti ossidi ed idrossidi di metallo (40) nel detto reattore (50).

13. Procedimento secondo la rivendicazione 11 o 12, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di generazione del detto flusso di gas contenente CO e/o H2.

14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detta fase di generazione del detto flusso di gas contenente CO e/o H2 comprende le fasi di:

- alimentazione del combustibile e di flusso aria calda ad un camera di gassificazione (16);

- accensione del combustibile;

- combustione per un tempo predeterminato del detto combustibile esposto al flusso di aria calda.

15. Procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 11 a 14, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di estrarre dai fumi di combustione provenienti dal rigeneratore (50) il particolato solido in essi trascinato.

16. Procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 11 a 15, caratterizzato dal fatto che detta fase di estrazione degli ossidi ed idrossidi di metallo (40) da almeno una batteria metallo aria (1) comprende le fasi di:

- filtrare gli ossidi ed idrossidi di metallo (40) per separarli da un elettrolita (3);

- lavare gli ossidi ed idrossidi di metallo ottenuti dalla fase precedente con acqua distillata;

- essiccare gli ossidi ed idrossidi di metallo lavati nella fase precedente.

17. Batteria metallo aria comprendente: almeno un elemento di contenimento (5);

almeno un elettrolita (3) a base di soluzione acquoso alcalina contenuto nel detto elemento di contenimento (5); almeno un elettrodo metallico (2); almeno un elettrodo aria (4);

caratterizzato dal fatto che l'elettrodo metallico presenta una temperatura di fusione inferiore a 450[deg.], una temperatura di ebollizione maggiore di 1500[deg.] e bassa energia di rottura dei legami.

18. Batteria metallo aria (1) secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo di metallo comprende essenzialmente stagno.

19. Batteria metallo aria (1) secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo di metallo comprende essenzialmente piombo Pb.

20. Batteria metallo aria (1) secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo aria (4) comprende un elemento a lastra multistrato (10).

21. Batteria metallo aria (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 17 a 20, caratterizzato dal fatto che l'elettrodo aria (4) comprende un telaio di supporto (9), per l'elemento a lastra multistrato (10) e mezzi di fissaggio rimovibile (11) del detto telaio (9) al detto contenitore (5) in modo che l'elemento a lastra multistrato (10) sia a contatto con l'elettrolita (3) contenuto nel detto contenitore (5).

22. Batteria metallo aria (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 17 a 21, caratterizzato dal fatto che l'elemento a lastra multistrato (10) comprende un tessuto di tipo "tessuto non tessuto" atto ad entrare in contatto con il detto elettrolita (3), un strato di PTFE ed una parte attiva comprendente una rete metallica (14) su cui è depositato uno strato di carbone, interposta tra lo strato di PTFE e lo strato di tessuto non tessuto.

23. Batteria metallo aria (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 17 a 22, caratterizzato dal fatto che l'elemento a lastra multistrato (10) è interposto tra il detto telaio (9) in modo che almeno una porzione di strato fuoriesca da detto almeno un telaio per almeno 7mm.

24. Batteria metallo aria secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 17 a 23, caratterizzato dal fatto che detto elettrolita (3) comprende idrossido di potassio KOH in soluzione acquosa.

25. Batteria metallo aria secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 17 a 24 caratterizzato dal fatto che detto elettrolita (3) comprende NaCI in soluzione acquosa satura.