Energia da FOnti Rinnovabili (EFOR)

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1 Energia da FOnti Rinnovabili (EFOR) ISMN Bo INO Fi ICCOM Fi ISTM Pg ISMN Rm ISM Rm ICB Na ICCOM Ba Il Progetto EFOR coordinato dal Dipartimento CNR di Materiali e Dispositivi (DMD) in sinergia col Dipartimento Progettazione Molecolare (DPM) si occupa di tecnologie per il fotovoltaico di prossima generazione (WP1) e tecnologie per la bio produzione di Idrogeno attraverso processi economicamente e ambientalmente più convenienti (WP2) NANO Le Coordinatore del Progetto: Giuseppe Gigli Università del Salento & Istituto CNR Nanoscienze Lecce ISMN Pa IPCF Me ICB Ct IMM Ct

2 WP1: FotovoltaiCo OrgAnico/IBrido di Terza GeneRazione (CABIR) OBIETTIVO: Realizzazione di celle a sensibilizzatore organico (DSSC) con prestazioni confrontabili o superiori allo stato dell arte utilizzando nuovi materiali e processi proprietari CNR OBIETTIVI REALIZZATIVI OR1) Sintesi di DYEs organici e metallorganici; OR2) Sviluppo di materiali e tecnologie per la realizzazione di fotoelettrodi nanostrutturati; OR3) Sviluppo materiali e tecnologie per la realizzazione di controelettrodi alternativi al Pt OR4) Sviluppo di mediatori elettronici a stato solido e semisolido; OR5) Assemblaggio e test di celle DSSC di piccola area; OR6) Elaborazione di modelli interpretativi per l analisi dei meccanismi chimico fisici OR7) Implementazione di superfici micro/nano strutturate per l incremento del light harvesting ;

3 Dye Sensitised Solar Cells (DSSC) Caratteristiche: Costi ridotti (stimati) < 1 /Wp (Celle Silicio 2-3 /Wp ) Efficienza 7-13% Efficienza non dipendente da angolo di incidenza luce e da temperatura esterna (diversamente da pannelli al Silicio Trasparenza e colore modulabile Utilizzo di Substrati flessibili Utilizzo di materie prime abbondanti e non tossiche Tempo di vita ad oggi dimostrato >15anni Nuove applicazioni nei settori Building Integration, Automotive, Electronic Consumer, Etc.

4 Celle Silicio lavorano con luce diretta Inclinazione Pannelli; esposizione Sud Pannelli opachi e neri Tecnologia 3 generazione lavora con luce diffusa pannelli possono essere posizionati verticalmente a diverse esposizioni (Sud, Est, etc) Colorati e Semitrasparenti Vs Nuove Possibilità di Integrazione; Maggiori superfici disponibili sulle facciate degli edifici senza il vincolo di istallazione sui tetti

5 Fovoltaico di terza generazione concepisce Fotovoltaico come Fonte di Energia Distribuita, Integrata negli edifici senza utilizzo di nuovi terreni Impatto Ambientale Nullo Vs Campo fotovoltaico con tecnologia Silicio Facciata Fotovoltaica

6 Nuove Applicazioni/Mercati Dispositivi Flessibili basso Costo Settore Automotive: Tetti semitrasparenti Automobili Integrazione con tecnologia OLED (LED organici) per realizzazione di superfici vetrate semitrasparenti che di giorno producono energia di Notte Illuminano Electronic Consumer Accessori

7 WP2: ENergia da BiOmasse e FonTi RInnovAbili (ENOTRIA) OBIETTIVI: Utilizzo delle biomasse e scarti vegetali per la produzione di energia (bioidrogeno), carburanti (biodiesel) e commodities (valorizzazione). Valorizzazione della CO2 e i suoi derivati come fonte rinnovabile per la produzione reversibile di idrogeno (stoccaggio) OR1: Produzione di biomasse per via fotosintetica tramite coltivazione massiva di ceppi selezionati di microalghe mediante fotobioreattori di basso costo di costruzione e gestione OR2: Conversione di biomasse agricole e microalgali in bioidrogeno, mediante fermentazione in continuo con microorganismi anaerobi OR3: Realizzazione di processi innovativi di trans-esterificazione di oli vegetali con nuovi catalizzatori finalizzati alla produzione di biodiesel e derivati della glicerina di interesse applicativo ed energetico. OR4: Dry Reforming di miscele di metano e biossido di carbonio, prodotte dalla digestione anaerobica delle biomasse per produrre gas di sintesi da usarsi sia come fonte di storage e trasferimento di energia OR5: Conversione di biossido di carbonio ad acido formico, vettore energetico ad alta potenzialità per stoccaggio dell idrogeno

8 Bio-Idrogeno: efficiente Vettore Energetico? L'impiego di IDROGENO come ve-ore energe0co su larga scala è limitato dalla mancanza di metodologie di produzione cost- effec(ve, che ne abba-ano il costo di produzione, e di sistemi di immagazzinamento affidabili, poco costosi ed efficien0. Produzione EcoEfficiente di (Bio)idrogeno ECO- Efficiente Utilizzo di Bio masse di risulta e algali di basso costo e ridotto impatto ambientale Utilizzo di BioReattori dal basso costo di produzione e gestione Utilizzo di sistemi di Stoccaggio/trasporto sicuri ed efficienti

9 Produzione di BioIdrogeno da Microalghe e Residui vegetali 1) Produzione di biomasse per via fotosinte0ca tramite col0vazione massiva di microalghe mediante fotobiorea*ori di basso costo di costruzione e ges3one, e scara agricoli indifferenzia0. 2) Conversione di biomasse agricole e microalgali in bioidrogeno, mediante fermentazione in con0nuo con microorganismi anaerobi, ad esempio Thermotoga neapolitana. e ba-eri termofili anaerobi e ba-eri rossi non sulfurei (BRNS)

10 Stoccaggio Chimico dell Idrogeno ACIDO FORMICO COME SERBATOIO CHIMICO DELL IDROGENO Processo di idrogenazione della CO 2 e della reazione opposta di deidrogenazione dell acido formico per rilascio controllato e reversibile di idrogeno in condizioni blande di pressione e temperatura Autoclave: p(h 2 ) + p(co 2 ) HCOOH Decomposizione di HCOOH per produzione di H 2

11 Budget progetto EFOR (Cabir + Enotria, Anno1) Progetto Enotria Enotria Progetto Cabir Fotovoltaico

12 Criteri di Valutazione 1. Il progetto è suddiviso in due WP: Cabir (WP1) e Enotria (WP2) 2. Ogni WP è suddiviso in definiti obiettivi realizzativi aventi un istituto CNR coordinatore e diversi istituti partner 3. Ogni partner esecutore ha la responsabilità di precisi Deliverables da rilasciare al mese 12, 24, 36.

13 Previsioni di Attività/Budget La gestione del progetto prevede: CABIR: Costituire il collettore delle iniziative CNR ed italiane (in essere e future) nel settore del fotovoltaico III generazione, e nello specifico delle tecnologie DSSC, al fine di raggiungere la necessaria massa critica per competere a livello internazionale e promuovere la prima filiera italiana di produzione di pannelli fotovoltaici. Tempistica stimata: 5 anni In tale ottica il budget annuale è congruo per la costituzione di un primo Nucleo di Partners CNR. Obiettivo è il raggiungimento di un budget di due ordini di grandezza maggiore in sinergia con partner industriali. ENOTRIA: Lo sviluppo di tutte le attività previste nel progetto con la necessaria massa critica necessita di un incremento del budget per i prossimi anni del 75%. Tempistica stimata 5 anni.