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
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 ;
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.
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
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
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
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
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
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)
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
Budget progetto EFOR (Cabir + Enotria, Anno1) Progetto Enotria Enotria Progetto Cabir Fotovoltaico
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.
Previsioni di Attività/Budget 2011-.. 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.