RIFERIMENTI
Patrizio Massoli (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Sito web dell’Istituto: www.im.cnr.it
PRINCIPALI ATTIVITA’ NEL SETTORE ENERGIA
Tematiche
- Produzione di biodiesel mediante catalisi enzimatica basata su lipasi.
Tecnica MAPLE (Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation) per la immobilizzazione della lipasi su substrato.
- Formulazione e preparazione di biocombustibili da biomasse algali ed altre biomasse vegetali per utilizzo in impianti stazionari di produzione di energia di media e grossa taglia.
Preparazione di emulsioni e di slurry basati su bio oli / biomasse vegetali
- Studio delle caratteristiche fondamentali di combustione di combustibili innovativi/rinnovabili.
Combustione di emulsioni acqua/olio vegetale
- Studio sperimentale di impianti a celle a combustibile ad elettrolita polimerico per la generazione di energia per applicazioni auto motive, nel settore marino e per la poligenerazione. Utilizzo di tecniche di indagine elettrochimica (spettroscopia ad impedenza elettrochimica, voltammetria ciclica) per lo studio delle prestazioni delle celle.
Sistema di celle a combustibile ad elettrolita polimerico da 6 kW
- Studio sperimentale di nuovi sistemi per l’accumulo dell’energia elettrica, del vettore energetico idrogeno e per lo stoccaggio della CO2.
- Progettazione, realizzazione pre-industriale ed ottimizzazione di impianti microcogenerativi da 1,5 a 25 kW elettrici basati su motori costruiti ex-novo o di derivazione automotive, aventi come obiettivi primari l’aumento del rendimento elettrico (specie a carico parziale) e termico totale, riduzione delle vibrazioni e del costo primo industriale.
Cogeneratore per applicazioni domestiche P=1.5 kWel (SX) e residenziali P=15-25 kWel (DX)
- Progettazione e realizzazione di impianti di cogenerazione di piccolissima taglia <2.0 kW elettrici basati su cicli termodinamici non convenzionali (Organic Rankine Cycle) per lo sfruttamento di fonti energetiche a bassa entalpia sia rinnovabile (solare, geotermico, etc.) che non rinnovabile (cascame termico da motori a c.i.).
- Ottimizzazione dei processi di conversione termochimica di biomassa ed i rifiuti a fini energetici.
- Sviluppo di strategie di controllo dei sistemi di gassificazione per l’ottimizzazione del syngas prodotto (alto potere calorifico e contenuto di tar ridotto).
- Sviluppo di modelli di cinetica-chimiche dettagliata di combustione di miscele syngas/aria.
- Tecniche di modellistica numerica per lo studio e l'ottimizzazione dei processi termo-fluidodinamici e termo-chimici che caratterizzano la conversione dell'energia in sistemi di produzione stazionaria alimentati a biomasse o rifiuti.
Traiettorie dei fumi nella camera di combustione di un termovalorizzatore di CDR in condizioni di esercizio reali. La colorazione si riferisce ai valori locali di temperatura
- Cogenerazione e trigenerazione con recupero di calore di scarto da sistemi bio-energetici, in particolare su micro-scala di potenza.
- Aumento dell'efficienza energetica dei motori a combustione interna in unità di cogenerazione.
- Recupero di calore di scarto per impianti di essiccazione di grande scala (es.: impianti di trattamento dei fanghi di depurazione).
- Integrazione "smart" di sistemi per la conversione di energia basati su fonti energetiche non programmabili (solare, eolico, etc.) e programmabili (combustibili fossili) e sistemi di accumulo energetico basati sul vettore idrogeno.
- Efficientamento di sistemi stazionari per la conversione di energia basati su microturbina a gas. Le attività, sperimentali e di simulazione numerica, hanno l’obiettivo di individuare le condizioni di impiego ottimale di combustibili liquidi e gassosi (da fonti tradizionali o "bio") per la generazione distribuita di energia mediante micro turbine a gas inserite all'interno di smart grid energetiche.
Profili di temperatura (caso 30% della potenza nominale) in camera di combustione di una microturbina alimentata con gas naturale e biogas con 40% di CO2.
- Sviluppo di sistemi di conversione dell'energia elettrica basati su bus in c.c. per l'interconnessione e la gestione dei flussi energetici tra sistemi di generazione da fonti rinnovabili, accumulo elettrochimico e rete elettrica in ambito smart-grid.
- Sviluppo di architetture bidirezionali di conversione con bus in corrente continua per la ricarica veloce di veicoli elettrici, con gestione V2G ed islanding.
Progetti
- Progetto TRIM “Tecnologia e ricerca industriale per la mobilità marina” del “Cluster Trasporti Italia 2020” finanziato dal MiSE. Le attività di ricerca riguardano il trasporto sostenibile, l’efficienza energetica, e la qualità ambientale, nel settore della mobilità marittima (grandi navi, delle navi da crociera e degli yacht). (http://www.cnr.it/news/index/news/id/5750).
Progetto PON Ricerca e Competitività 2007-2013 “Fuel Cell Lab - Sistemi innovativi e tecnologie ad alta efficienza per la poligenerazione”, Laboratorio Pubblico-Privato - Regione Campania.
- Progetto MIUR “HBUS” DM 593 del 8/8/2000 (ex legge 297/99), “Realizzazione e dimostrazione a banco di un powertrain elettrico ibrido batterie-celle a combustibile integrato con sistema di accumulo ed alimentazione idrogeno per bus urbani ad emissione zero”.
- Progetto di Cooperazione Scientifica Bilaterale CNR/NSC Taiwan: “Caratterizzazione numerica e sperimentale del processo di conversione dell'energia in un impianto di termovalorizzazione in scala reale alimentato a CDR di eventuale derivazione da biomasse”. Obiettivo del progetto è la valutazione di un modello numerico in grado di simulare il processo di conversione di energia che si verificano in un impianto su scala reale waste-to-energy.
- Progetto “Analisi numerico sperimentale dei processi termo fluidodinamici che caratterizzano il processo di conversione dell’energia in un termovalorizzatore”, finanziato da Energonut S.p.A. (Herambiente S.p.A.).
- PON03 Distretto Distretto ad Alta Tecnologia Smart Power System "M.I.C.C.A. Micro-grid In Corrente Continua ed Alternata", finanziato dal MIUR. Il progetto si pone l'obiettivo di sviluppare tecnologie e strategie di gestione e controllo innovative volte all'incremento delle prestazioni e delle funzionalità di diversi componenti e sottosistemi di una micro-rete, al miglioramento della qualità della fruizione dell'energia elettrica e dell'efficienza energetica in generale tramite l'introduzione di componenti innovativi dotati di regolabilità intelligente
Prototipo di stazione di ricarica rapida per veicoli elettrici sviluppato in Istituto Motori nell'ambito del Progetto PON03 M.I.C.C.A
Progetto “Capri Smart Island”. L’obiettivo è di creare un sistema di accoglienza che adotti soluzioni e servizi intelligenti per gestire al meglio la mobilità, l’efficienza energetica e il turismo. Lo studio di fattibilità per “Capri Smart Island” è frutto della partnertship della Matching Energies Foundation, CNR, Politecnico di Milano, Università di Genova, Università di Napoli Federico II (http://www.matchingenergies.it/).
Idea Progettuale della smart micro-grid concepita e progettata per il porto turistico dell'Isola di Capri.
Progetto “Risparmio di energia elettrica attraverso l’uso efficiente di tecnologie innovative” nell’ambito dell’Accordo di Programma CNR-MISE per la Ricerca nel Settore Elettrico. Le attività riguardano l’individuazione di tecnologie innovative per la razionalizzazione ed il risparmio di energia elettrica nei settori civile, dell’industria e dei servizi. Obiettivi specifici del Progetto sono lo sviluppo dei sottosistemi e dei componenti che formano lo schema energetico complessivo e la loro efficiente integrazione (http://www.ricercadisistema.cnr.it).
Simulazione del controllo della domanda di energia, in caso di richiesta di potenza variabile, attraverso l’uso di energia programmabile (combustibili fossili) e rinnovabile non programmabile (eolica, solare). Nella leggenda: Pnpe : Vettore delle potenze non programmabili; Ppe : Vettore delle potenze programmabili; Pse : Vettore delle potenze impiegate per lo stoccaggio; Pdel : Riferimento di potenza desiderata (Richiesta energetica esterna = ext. load); Pdaux : Riferimento di potenza degli ausiliari (Rich. energetica interna = int. load); Pel : Potenza elettrica netta disponibile.
- Programma ICE - GA (Italian Combustion Experiment for Green Air), in collaborazione con AGT, ASI, NASA e DTM. Le attività scientifiche, coordinate dall’IM-CNR, prevedono lo studio di combustibili e biocombustibili nello spazio a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, in condizione di microgravità. I risultati della sperimentazione serviranno per lo sviluppo di tecnologie di combustione innovative a basso impatto ambientale
(http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/415.html).
Combustione di gocce di una miscela binaria esanolo/decano in assenza di gravità a bordo della Stazione Spaziale Internazionale: goccia libera (sinistra) e ancorata su fibra (fibra di 76 µm di SiC).
Accordo di collaborazione “Generazione di energia elettrica ada alta efficienza da fonti rinnovabili non programmabili”, in collaborazione con SNIE SpA, R2 SpA, JIMP soc. coop. Le attività riguardano lo sviluppo di un dimostratore che provi la possibilità di stoccare ed utilizzare, quando richiesta, l’energia prodotta da una fonte rinnovabile non programmabile (solare ed eolico) con alta efficienza.
Schema di un sistema per la produzione di energia elettrica basato su un mix di fonti di energie rinnovabili (non programmabili) e fossili (programmabili) non rinnovabili, con produzione e stoccaggio di idrogeno (vettore energetico) e suo successivo riutilizzo.
Progetto H2020 “REWARD” (REal World Advanced Technologies foR Diesel Engines) in collaborazione con i maggiori centri di ricerca e costruttori automobilistici europei (FCA, Volvo, Renault etc.) per lo sviluppo di propulsori diesel a norma post Euro6.
- Progetto FP7 “CLEANER-D” (Clean European Rail-Diesel) in collaborazione con i maggiori centri di ricerca e costruttori europei di veicoli ferroviari (CATERPILLAR, MTU, VOITH-Turbo, SIEMENS, etc.) per lo sviluppo di propulsori diesel a norma post IIIB.
- Progetto FP7 “COMETNANO” (Technologies for Synthesis, Recycling and Combustion of Metallic Nanoclusters as Future Transportation Fuels) in collaborazione calcuni principali centri di ricerca europei per lo studio di combustibili metallici solidi a zero emissioni per il trasporto (http://cordis.europa.eu/result/rcn/53649_en.html).
- Progetto PON 01-2238, in collaborazione con Centro Ricerche Fiat, per lo sviluppo di sistemi di iniezione innovativi per propulsori diesel di futura generazione.
INFRASTRUTTURE E STRUMENTAZIONE
Infrastrutture & Strumentazione
- Stazione Elettrochimica Zahner Zennium accoppiata ad un potenziostato esterno PP201.
- Workstation multi-core per utilizzazione MPI di software in-house o commerciale.
- Banchi prova per la caratterizzazione dei sistemi di accumulo in condizioni stazionarie e dinamiche.
- Test-bench dinamici per l'analisi dei sistemi di propulsione elettrici dotati di controllo per l'esecuzione di cicli di guida stradali.
- Sistemi di acquisizione e controllo National Instruments e dSPACE.
- Carichi elettronici ed alimentatori in corrente continua a parametri variabili.
- Prototipi di convertitori innovativi.
- Micro turbina a gas Turbec T100 da 100 kWe modificata e strumentata, policombustibile (miscele metano/idrogeno, biogas, gas naturale di rete, combustibili liquidi).
Sistema di alimentazione policombustibile per combustore micro turbina a gas da 100 kWel (330 kW termici)
- Impianto fotovoltaico da 20 kW.
- Stazione meteo.
- Elettrolizzatore e serbatoio per accumulo di idrogeno in stato gassoso.
- Strumenti per l'analisi delle emissioni gassose e particellari.
- Sistemi laser e di diagnostica ottica per lo studio di processi termo-fluidodinamici.
- Banchi prova dinamici automatici da 120 a 300kW comprensivi di diagnostica emissioni regolamentate e non regolamentate per test su propulsori termici ed ibridi.
Sala prova motori da ricerca dell’IM-CNR
TEMATICHE/SETTORI DI INTERVENTO
- Efficienza energetica
- Produzione di energia da fonti rinnovabili
- Produzione sostenibile di energia da fonti fossili
- Ricerca energetica di frontiera