L'intervento introduttivo di Giorgio Cau durante il seminario "Sistemi innovativi per lo stoccaggio e la generazione di energia", che si è svolto a Cagliari il 20 novembre 2015. L'evento è stato organizzato dal Laboratorio Tecnologie solari a Concentrazione e Idrogeno da FER, nell'ambito del Progetto Cluster Energie rinnovabili di Sardegna Ricerche.

1. REPUBBLICA ITALIANA
Cagliari, 20 novembre 2015
Prof. Ing. Giorgio Cau
Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Chimica e dei Materiali
Università di Cagliari
Sistemi innovativi per lo stoccaggio
e la generazione di energia

2. Progetto Cluster Energie Rinnovabili
Area 1 - Sistemi energetici integrati e innovativi
Progetto 1.1. Analisi delle potenzialità tecnico economiche
relative all’implementazione di micro reti energetiche integrate
Progetto 1.2. Materiali per lo stoccaggio e la generazione
elettrochimica
Area 2 - Sistemi innovativi di conversione energetica delle
biomasse
Progetto 2.1. Microalghe
Progetto 2.2. Digestione anaerobica
Progetto 2.3. Pirolisi

3. Progetto Cluster Energie Rinnovabili
1. Area 1 - Sistemi energetici integrati e innovativi
Progetto 1.1. Analisi delle potenzialità tecnico economiche
relative all’implementazione di micro reti energetiche integrate
Progetto 1.2. Materiali per lo stoccaggio e la
generazione elettrochimica
 Studio di materiali per celle a combustibile
(sottoprogetto 1.2.1 e 1.2.2)
 Studio di sistemi per l’accumulo di energia termica e idrogeno
(sottoprogetto 1.2.3 e 1.2.4)

4. Progetto
1.2.
Progetto 1.2.1 Sviluppo
di nuovi materiali
catalitici per la
realizzazione di celle a
combustibile di tipo
PEMFC.
Progetto 1.2.2 Studio
delle prestazioni dei
materiali di cui è
composto un CHP SOFC
commerciale in funzione
della composizione del
gas combustibile e delle
condizioni operative di
lavoro.
Progetto 1.2.3
Caratterizzazione dei
materiali per l’accumulo
di energia termica.
Progetto 1.2.4.
Caratterizzazione dei
materiali per l’accumulo
di idrogeno.
Struttura del progetto

5. Progetto 1.2.1 Sviluppo di nuovi materiali catalitici per la
realizzazione di celle a combustibile di tipo PEMFC
Obbiettivi del progetto:
- sperimentazione di nuovi materiali catalitici,
- sviluppo di procedure di assemblaggio e caratterizzazione,
specifiche per i materiali studiati,
- smaltimento e recupero dei metalli pesanti.
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Le prestazioni di diverse tipologie di catalizzatori a base di Pt sono
state caratterizzati in cella combustibile PEMFC.
Gli assemblati membrana elettrodo più efficienti sono stati sottoposti
a trattamento per il recupero dei metalli nobili.
E’ stato messo a punto un metodo di deposizione del materiale
elettrodico basato sull’impiego di una stampante 3D.

6. Progetto 1.2.2 Studio delle prestazioni dei materiali di cui è
composto un CHP SOFC commerciale in funzione della composizione
del gas combustibile e delle condizioni operative di lavoro.
Obbiettivi del progetto:
- valutazione delle prestazioni di sistemi SOFC in funzione della
composizione del syngas/biogas di alimentazione.
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Sono state raccolte informazioni sullo stato dell’arte della tecnologia
SOFC e ed è stato redatto un report divulgativo.
E’ stata sviluppata una procedura di analisi del gas mediante la
tecnica gascromatografica con campionamenti eseguiti presso
l’impianto di digestione anaerobica di Sardegna Ricerche.
E’ stato sviluppato un modello matematico che studia il
comportamento dei sistemi SOFC in funzione della composizione del
gas di alimentazione.

7. Progetto 1.2.3 Caratterizzazione dei materiali
per l’accumulo di energia termica.
Obiettivi del progetto:
- caratterizzazione dei materiali per l’accumulo di energia termica in
sistemi di accumulo integrabili con motori termici di piccola e
media taglia, in processi produttivi o per la climatizzazione di
ambienti di lavoro o complessi residenziali.
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- Studio dello stato dell’arte dei materiali e dei metodi per
l’accumulo di energia termica.
- Studio sperimentale e realizzazione di modelli matematici
complessi che hanno consentito la valutazione delle prestazioni di
diversi materiali e diversi sistemi di accumulo in funzione delle
temperature di esercizio caratteristiche delle tipologie di utenze
riportate tra gli obiettivi.

8. Progetto 1.2.4. Caratterizzazione dei materiali
per l’accumulo di idrogeno.
Obbiettivi del progetto:
- sviluppo di un procedimento per la caratterizzazione dei sistemi di
accumulo con idrogeno, basati su bombole ad idruri metallici
commerciali, che permetta di confrontare sistemi con caratteristiche
differenti.
- Studio delle problematiche legate alla termostatazione delle
bombole.
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E’ stato analizzato lo stato dell’arte sull’accumulo mediante bombole ad
idruri metallici e la necessità di un sistema di termostatazione.
Sono state caratterizzate le prestazioni di bombole commerciali ed è
stato sviluppato un sistema di accumulo alternativo basato sull’uso di
materiali PCM.
E’ in fase di completamento un banco prova che permetterà di
effettuare misure più accurate e di provare sperimentalmente il ruolo
dei PCM nella termostatazione delle bombole.

9. Programma
Celle a Combustibile PEMFC: attuali prospettive di mercato e risultati delle
attività sperimentali
Marialaura Lucariello
Accumulo di energia termica: soluzioni e proposte applicative
Fabio Serra
Potenzialità di integrazione dei sistemi SOFC nella cogenerazione di gas
da biomasse
Marialaura Lucariello, Fabio SerraFabio Serra
Conclusioni
Giorgio Cau