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Chi fa cosa in ENEA

Materiale per la giornata di presentazione presso il Centro di Ricerca della Casaccia. Chi fa cosa in ENEA. Autore: Manlio Pasquali. La Divisione TEA: chi siamo e dove operiamo. Denominazione e sigla della Divisione: TEA Tecnologie Energetiche Avanzate Articolazione:

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Chi fa cosa in ENEA

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Presentation Transcript

  1. Materiale per la giornata di presentazione presso il Centro di Ricerca della Casaccia Chifa cosa in ENEA Autore: Manlio Pasquali ENEA

  2. La Divisione TEA: chi siamo e dove operiamo Denominazione e sigla della Divisione: TEA Tecnologie Energetiche Avanzate Articolazione: 3 sezioni operative, 3 unità progetto più supporti Gestionale Amministrativo e di Analisi Tecnico Economica Dislocazione nei Centri: Casaccia Direttore: Dr. Raffaele Vellone tel. 06/30484512 e.mail Segreteria di Divisione: Sign. Paola Achille 06/30484512 Supp. Tecnico/gest.: Dr. Ugo Menichilli 06/30483924 ENEA

  3. Organizzazione Interna: Unità e sezioni ENEA

  4. Campi di attività: La Divisione svolge attività di R&D di nuove tecnologie energetiche ad elevata efficienza e basso impatto ambientale, nei settori seguenti: • CELLE A COMBUSTIBILE • IDROGENO • ACCUMULO DI ENERGIA • VEICOLI INNOVATIVI • POMPE DI CALORE ENEA

  5. Modalità di intervento e collaborazioni Tipologia di azioni: • Promozione e coordinamento di programmi nazionali di R&D • Promozione e coinvolgimento dell’industria per lo sviluppo di prodotti innovativi a basso impatto ambientale • R&D di materiali e componenti • Realizzazione di prototipi e loro sperimentazione sia in laboratorio, che sul campo. Le azioni di R&D sono condotte in collaborazione con strutture di ricerca, industrie, utenti, sia in ambito nazionale che internazionale ENEA

  6. Infrastutture:Laboratori Le attività di R&S svolte dalla Divisione si avvalgono di 3 sezioni (o complessi di laboratori): • conversione elettrochimica dell’energia • prototipi e impianti con celle a combustibile e pompe di calore • sviluppo e sperimentazione di componenti e veicoli elettrici e ibridi. ENEA

  7. Esempi di collaborazioni con l’industria Stack PEFC da 30 kW (NUVERA Fuel Cells Europe Gruppo De Nora) Stack MCFC di potenza 100 kW (laboratori Ansaldo Ricerche) Banco a rulli prova veicoli Veicolo ibrido in testing: Altra (Iveco/Iribus) (ENEA Casaccia) ENEA

  8. Modo di operare, esempio di attività:Sviluppo sistemi di accumulo per celle a combustibile Obiettivi: • Autoformazione sviluppo di competenze interne alla divisione • Progettuali sviluppo di componenti e/o sistemi • Sperimentali testing di componenti e/o sistemi ENEA

  9. Sviluppo sistemi di accumulo per celle a combustibile Collaborazioni & Competenze: • Nuvera (De Nora Italia + Epix USA) Realizzazione celle a combustibile • Epcos (Siemens) Supercondensatori • Tea-CCPC Progettazione e realizzazione sistema cella e sua gestione ENEA

  10. Sviluppo sistemi di accumulo per celle a combustibile Collaborazioni & Competenze: • Università di Roma 3 Progettazione e realizzazione interfaccia elettronico • Università di Pisa Sviluppo software di simulazione • Tea-Veli (promotore) Sviluppo del simulatore, della logica di gestione e testing finale ENEA

  11. Progetti:Idrogeno L’attività Idrogeno della divisione TEA va inserita all’interno della più generale attività di ricerca ENEA sull’utilizzo del H2 come vettore energetico, con lo studio completo di tutte le fasi di: • Produzione • Accumulo • Utilizzo ENEA

  12. Idrogeno • Sviluppo e sperimentazione di sistemi di piccola taglia (da qualche kW a qualche decina di kW equivalenti) per la produzione di idrogeno da combustibili fossili • Realizzazione e sperimentazione di un sistema “stand alone” fotovoltaico/idrogeno (3 kW) • Analisi dei problemi di sicurezza connessi con l’impiego dell’idrogeno. Collaborazioni: Roen Est, CNR-TAE, varie università. ENEA

  13. Progetti:Celle a Combustibile Sviluppo di componenti, stack e sistemi per: • Celle ad elettrolita polimerico per applicazioni stazionarie (1-50 kW) e alla trazione • Celle ad alta temperatura (carbonati fusi, ossidi solidi) per generazione/cogenerazione distribuita (da alcuni kW a qualche decina di MW) ENEA

  14. Celle a Combustibile CELLEA COMBUSTIBILE AD ELETTROLITA POLIMERICO • Sviluppo di catodi con basso carico di platino • Sviluppo di anodi tolleranti il CO • Messa a punto di processi di fabbricazione di elettrodi e insiemi membrana/elettrodi • Sviluppo di stack. ENEA

  15. Celle a Combustibile: Collaborazioni De Nora/Nuvera, CNR-TAE, CNR-IMAE, Università di Roma, Roen Est. Programma: MURST 5%, coordinato da ENEA, per la realizzazione di un sistema da 15 kW. ENEA

  16. Progetti:Pompe di Calore • Progettazione, costruzione e sperimentazione di prototipi di pompe di calore ad assorbimento H2O/NH3, di taglie fino a 25 kW frigoriferi, per climatizzazione ambientale • Progettazione, costruzione e sperimentazione di componenti critici del ciclo (pompa della soluzione ricca, scambiatori compatti, ..) Collaborazioni: Merloni Termosanitari, SRS, Italgas. ENEA

  17. LABORATORIO PROTOTIPI E IMPIANTI CON CELLE A COMBUSTIBILE E POMPE DI CALORE • Stazione di prova stack 5-15 kW • Prototipi sperimentali di piccola taglia alimentati a idrogeno • Impianto fotovoltaico-idrogeno (SAPHYS) • Impianto sperimentale per la produzione di idrogeno da gas naturale per ossidazione parziale (MEPOX, 5 kW equivalenti) • Impianto di caratterizzazione pompe di calore (CAPOC 2) • Impianto di prova della pompa della soluzione ricca (PROPOS). ENEA

  18. LABORATORIO PROTOTIPI E IMPIANTI CON CELLE A COMBUSTIBILE E POMPE DI CALORE Stazione prova stack PEFC fino a 15 kW ENEA

  19. Progetti:Batterie al Litio Le batterie al litio, per le loro caratteristiche, possono avere applicazioni nel campo della trazione Elettrica/Ibrida ed in altri campi di interesse. Principali obiettivi della ricerca sono: • Densità di Energia (Wh/kg) 160 Wh/kg • Densità di Potenza (W/kg) maggiore di 100 W • Ottenere batterie dotate di struttura flessibile ENEA

  20. Batterie al Litio • Studio di nuovi materiali per gli elettrodi e l’elettrolita • Messa a punto dei processi di preparazione e produzione dei componenti e della cella • Progettazione e realizzazione di moduli completi • Caratterizzazione di componenti di cella e moduli Collaborazioni: Arcotronics, Imation, Fiamm, CRF, PNB, CNR-ICM e varie università. Programmi: Programmi MURST 5%, coordinati da ENEA, per lo sviluppo di batterie al litio-ione per elettronica di consumo e al litio metallico per trazione. ENEA

  21. Batterie al Litio • Camera per preparazione di componenti di batterie al litio ENEA

  22. Progetti:Veicoli Ibridi I veicoli ibridi sono caratterizzati dall’avere a bordo un sistema autonomo di generazione elettrica (fuel cell o motogeneratore) ed un sistema di trazione elettrica che fornisce (da solo o accoppiato alla trazione meccanica) energia alle ruote. I veicoli ibridi presentano un basso impatto ambientale, (nullo se la generazione è effettuata da una cella alimentata ad idrogeno) unito a prestazioni concorrenziali con i veicoli tradizionali ENEA

  23. Veicoli Ibridi • Sviluppo e prova di sistemi di controllo per veicoli ibridi e di sistemi di trazione innovativi • Caratterizzazione al banco di sistemi ibridi con generatori di tipo avanzato (turbina, cella a combustibile). • Prove in campo di veicoli e flotte. Collaborazioni: CRF, IVECO, EUCAR, Microvett, ARI, Arcotronics, CEAC, varie università e strutture di ricerca, nazionali ed europee. ENEA

  24. Veicoli Ibridi CARATTERIZZAZIONE, AL BANCO E SUL CAMPO, DI SISTEMI DI ACCUMULO PER TRAZIONE ELETTRICA • Caratterizzazione, al banco e su veicolo, di diverse tipologie di batterie per trazione • Prova al banco di supercondensatori. ENEA

  25. LABORATORIO SVILUPPO E SPERIMENTAZIONE DI COMPONENTI E VEICOLI ELETTRICI E IBRIDI Complesso di laboratori per la prova di componenti e veicoli, costituito da: • 3 banchi prova batterie, con ciclatori, camere climatiche e sistemi di acquisizione dati • laboratorio di prova supercondensatori • stazione di prova sistemi di trazione, con tre sezioni (pergeneratori di potenza, sistema di accumulo e gestione energia, motori) • Banco a rulli ENEA

  26. LABORATORIO SVILUPPO E SPERIMENTAZIONE DI COMPONENTI E VEICOLI ELETTRICI E IBRIDI Sala Prove 100 kW ENEA

  27. Veicoli Ibridi: Esempio di attività Gestore dei flussi di potenza (Università di Pisa/Enea) • Il gestore migliora l’efficienza del veicolo e aumenta la vita delle batterie di trazione ENEA

  28. Conclusioni • Le attività svolte dalla divisione TEA, svolte sia in collaborazione con le altre divisioni ENEA che con partner esterni del mondo della ricerca ed industriale, costituiscono il nucleo essenziale ed il punto di partenza per lo sviluppo del Progetto Idrogeno, di importanza strategica per l’ente. ENEA

  29. Conclusioni • L’azione svolta dalla Divisione TEA, ha consentito di formare competenze, sviluppare tecnologie e realizzare infrastrutture che costituiscono la base per la realizzazione di prodotti competitivi ad alta efficienza e basso impatto ambientale nei diversi settori di intervento della Divisione stessa. ENEA

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