Energie rinnovabili - C.N.R. Mezzogiorno

Energia da FOnti Rinnovabili
(EFOR)
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)
ISMN Bo
INO Fi
ICCOM Fi
ISTM Pg
ISMN Rm
ISM Rm
ICCOM Ba
ICB Na
ISMN Pa
IPCF Me
ICB Ct
IMM Ct
NANO Le
Coordinatore del Progetto:
Giuseppe Gigli
Università del Salento &
Istituto CNR Nanoscienze Lecce
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.
Tecnologia 3° generazione lavora
con luce diffusa  pannelli possono
essere posizionati verticalmente a
diverse esposizioni (Sud, Est, etc)
Colorati e Semitrasparenti
Celle Silicio lavorano con luce
diretta  Inclinazione Pannelli;
esposizione Sud
Pannelli opachi e neri
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)
dell’Idrogeno
Stoccaggio Chimico
ACIDO FORMICO COME SERBATOIO CHIMICO DELL’IDROGENO Processo di idrogenazione della CO2 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(H2) + p(CO2) → HCOOH Decomposizione di HCOOH per produzione di H2 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.