Energia da FOnti Rinnovabili (EFOR)

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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)

Coordinatore del Progetto: Giuseppe Gigli Università del Salento & Istituto CNR Nanoscienze Lecce

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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 ;

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

Dye Sensitised Solar Cells (DSSC)

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

Campo fotovoltaico con tecnologia Silicio

Vs

Facciata Fotovoltaica

Nuove Applicazioni/Mercati Dispositivi Flessibili basso Costo

Settore Automotive: Tetti semitrasparenti Automobili

Accessori

Electronic Consumer

Integrazione con tecnologia OLED (LED organici) per realizzazione di superfici vetrate semitrasparenti che di giorno producono energia di Notte Illuminano

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

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  

Bio-Idrogeno: efficiente Vettore Energetico?

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

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)

Produzione di BioIdrogeno da Microalghe e Residui vegetali

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  

Stoccaggio Chimico dell’Idrogeno

Progetto Cabir Fotovoltaico

Progetto Enotria Enotria

Budget progetto EFOR (Cabir + Enotria , Anno1)

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.