Report 2021
Sistemi di accumulo, compresi elettrochimico e power to gas, e relative interfacce con le reti (Progetto 1.2)
Responsabile Scientifico di Progetto: Giulia Monteleone, giulia.monteleone@enea.it
- Caratterizzazione strutturale di Li1.25Mn0.625Ni0.125O2 e valutazione dell'effetto del doping sulle sue proprietà elettrochimiche.
- Caratterizzazione elettrochimica di elettrodi basati si schiume di grafene (GF) e nanopareti di grafene (GNW) funzionalizzati con materiali elettrochimicamente attivi
- Caratterizzazione di Na0.84Li0.1Ni0.27Mn0.3Oδ quale catodo per batterie al sodio e studio dell’interazione con elettroliti a base di liquidi ionici
- Nanofili di silicio come materiale anodico per batterie litio-ione
- Idruro di magnesio come materiale anodico per batterie litio-ione
- Preparazione di separatori elettrofilati per batterie litio-ione
- Proprietà chimico-fisiche ed elettrochimiche di formulazioni elettrolitiche a base di liquidi ionici per batterie sodio-ione
- Determinazione delle performance elettrochimica degli elettrodi prodotti
- Preparazione e caratterizzazione elettrochimica di stack di celle bipolari litio-zolfo con capacità fino a 500 mAh
- Produzione di 1 kg di NaLi0,2Ni0,25Mn0,75O2 e sua caratterizzazione chimico-fisica ed elettrochimica
- Realizzazione e testing di batterie litio-ione da 50 mAh
- Definizione di cicli di laboratorio e testing di un modulo second life
- Diffusione dei risultati e partecipazione a reti internazionali inerenti l'accumulo elettrochimico 2021
- Meccanismi di reazione e proprietà interfacciali dei materiali catodici proposti a contatto di elettroliti ottimizzati per applicazioni ad elevato potenziale
- Elettroliti polimerici gelificati, contenenti i liquidi ionici a base di anioni ortoborato, e loro utilizzo in celle litio-ione e litio metallico ad elevata tensione
- Studio computazionale dei processi di inserzione di Na+ in elettrodi nanostrutturati per batterie a ioni sodio
- Analisi della struttura e della stabilità delle interfacce polimero/Sodio metallico da calcoli ab initio
- Caratterizzazione elettrochimica di celle al litio o di celle ibride ad alligazione/conversione con anodi a base di nanostrutture di silicio o elettrodi ibridi silicio/carbonio
- Caratterizzazione ex-situ e in-situ del comportamento interfacciale di anodi per celle Li-ione e Na-ione
- Anodi per celle complete Li-ione e Na-ione: compatibilità con elettroliti alternativi e materiali catodici
- Sviluppo e prestazioni in celle litio e sodio ione con elettrodi innovativi non convenzionali
- Sviluppo e prestazioni di celle litio e sodio ione con elettroliti solidi reticolati non convenzionali
- Caratterizzazione chimico-fisica e elettrochimica di celle a ioni misti Li+/Na+.
- Caratterizzazione dell’interfase Li/elettrolita in cella completa
- Realizzazione di un apparato sperimentale per test in pressione su sistemi termochimici gas-solido e prove iniziali di caratterizzazione cinetica.
- Realizzazione di un elemento di accumulo in calcestruzzo con PCM
- Caratterizzazione termica e analisi del comportamento termico in condizioni operative simulate.
- Realizzazione di un prototipo ottimizzato di accumulo termico modulare a calore latente
- Caratterizzazione termica del prototipo ottimizzato e analisi dei dati sperimentali. Confronto con il primo prototipo ENEA
- Progettazione preliminare di un modulo di accumulo termico contenente più elementi collegati in serie e/o in parallelo. Analisi dei costi per l’elemento ottimizzato e per un modulo composto da più elementi
- Caratterizzazione sperimentale dei sistemi termochimici per l’accumulo di calore in condizioni reali di pressione e temperatura e selezione del processo di sintesi ottimale.
- Attività di disseminazione dei risultati svolte da ENEA nel 2021 relativamente al tema dell'accumulo termico
- Progettazione preliminare di un modulo di accumulo termico contenente più elementi.
- Analisi LCA del sistema di accumulo termico
- Sviluppo di un modello di simulazione a parametri concentrati del sistema di accumulo cementizio
- Analisi numerica relativa alla previsione del comportamento termico del prototipo ENEA ottimizzato.
- Analisi tecnico-economica su alcuni casi di studio rappresentativi in ambito industriale ed agro-alimentare
- Validazione sperimentale dei modelli cinetici descrittivi dei sistemi termochimici selezionati e progettazione di massima dell’unità di stoccaggio per integrazione con utenze reali; densità di accumulo effettiva e stima preliminare dei costi
- Valutazione economica della tecnologia ptg nel contesto italiano e confronto con altre possibili tecnologie di accumulo energetico
- Power-to-gas: completamento del prototipo p2g con metanazione catalitica ed elettrolizzatore
- Power-to-gas: supporto attività sperimentale presso impianto power-to-gas di metanazione c/o Casaccia
- Sperimentazione e modellazione di sistemi catalitici innovativi per la metanazione in impianti P2G
- Test di sistemi strutturati innovativi presso l’impianto di metanazione catalitica c/o casaccia
- Upgrading biologico in situ del biogas in un reattore cstr ibrido: limiti e prospettive
- Sintesi diretta di metanolo e dimetiletere da miscele h2 e co2
- Progettazione di massima dell'impianto sperimentaleP2G/L
- Progettazione di dettaglio dell'impianto sperimentale P2G/L
- Adeguamento del sito e dei sistemi ausiliari per l'installazione dell'impianto P2G/L
- Descrizione dell'iter autorizzativo per la realizzazione e messa in esercizio dell'impianto P2G/L (all.1, all.2, all.3)
- Realizzazione dell'impianto sperimentale P2G/L (all.1)
- Messa a punto delle apparecchiature e sperimentazione
- Analisi tecnico-economica delle tecnologie P2G/L da surplus di produzione di energia elettrica in Sardegna
- Validazione dei modelli e studio modellistico per la previsione delle prestazioni di processi e sistemi energetici basati sulle tecnologie P2G/L (gas/liquids)
- Analisi funzionale all’applicazione delle metodologie del design of experiments al prototipoP2G/L (gas/liquids) di sotacarbo
- Realizzazione di una facility per la conduzione di test sperimentali su microturbine a gas alimentate con miscele gas naturale / idrogeno
- Simulazioni numeriche del combustore per micro turbina a gas ari 100 t2 alimentato da miscele metano/idrogeno
- Large eddy simulation del bruciatore romulus alimentato ad idrogeno: morfologia e caratteristiche della fiamma
- Analisi ai carichi parziali e analisi tecnico-economicadi un ciclo a sco2 ibridizzato con sistemi di accumulo
- Analisi ai carichi parziali e strategie di controllo di un ciclo trans-critico ibridizzato con una pompa di calore
- Comunicazione e diffusione dei risultati sulle attività enea sul P2G/L nell’ambito del wp3 P2G/L - III anno
- Comunicazione e diffusione dei risultati sulle attività sotacarbo su P2G/L - III anno
- Rapporto tecnico economico sulle attività sotacarbo su P2G/L - III anno
- Progetto definitivo del reattore a membrana prototipale per la produzione di idrogeno mediante conversione termocatalitica del biogas
- Modelli per la simulazione e progettazione di celle di elettrolisi a carbonati fusi operanti ad alta e media temperatura
- "Assemblato membrana-elettrodi per un elettrolizzatore a membrana a scambio anionico: progettazione del prototipo e analisi sperimentale in condizioni di esercizio"
- Testing di elettrolizzatori a carbonati fusi su scala di laboratorio
- Allestimento di un set-up sperimentale per la verifica di un processo della famiglia dello zolfo modificato ed ottimizzato
- Analisi tecnico-economica preliminare di un processo di produzione di idrogeno mediante un ciclo termochimico della famiglia dello zolfo modificato
- Risultati della campagna sperimentale sul prototipo di reattore a membrana per la produzione di idrogeno mediante conversione termocatalitica del biogas.
- Sintesi di membrane anioniche formulate con caratteristiche avanzate di elettroconducibilità, durata e resistenza chimica e meccanica
- Simulazione del funzionamento di celle elettrolitiche ad alta e media temperatura e analisi tecnico economica del processo di elettrolisi del vapore in carbonati fusi
- Caratterizzazione e specifiche degli elementi catalitici del reattore prototipale per la produzione di idrogeno mediante conversione termocatalitica del biogas
- Attività di disseminazione dei risultati svolte da ENEA nel 2021 relativamente ai processi di produzione di idrogeno da fonte rinnovabile
- Prestazioni di batterie al litio metallico protetto con chimiche elettropositive convenzionali o post litio
- Sintesi di catalizzatori bifunzionali per batterie Litio-AriaRealizzazione di catodi per batterie con anodi di litio metallico
- Dimensionamento ed Ottimizzazione della strategia di controllo del sistema di accumulo Second Life. Gestione Energetica di un Sistema di Accumulo Second Life per Stazioni di ricarica
- Progettazione, realizzazione e verifica di un BMS modulare per lo sviluppo di accumulo "Second life"