Programmi di ricerca sull’accumulo di energia

L’Unità svolge funzioni di referente per gli aspetti programmatici delle ricerche sull’accumulo di energia, nelle diverse forme, e delle relative applicazioni.
Le attività vengono espletate dando un supporto programmatico e operativo alla definizione, attivazione e svolgimento di programmi e progetti, finalizzati alla ricerca, allo sviluppo ed alla valutazione, anche sperimentale, della fattibilità tecnica ed economica dei nuovi sistemi di accumulo di energia elettrica (batterie avanzate a base di litio, supercondensatori elettrochimici ed altri metodi alternativi) e di idrogeno, con prestazioni energetiche migliorate ed utilizzanti materiali a minore impatto ambientale.

Potenziali Utenti e collaborazioni in corso

Potenziali Utenti e collaborazioni in corso sono le industrie del settore automotive, dei sistemi di accumulo e delle applicazioni nelle reti elettriche (e dei settori trasporti ed energia in generale), enti governativi (Ministeri), Enti normativi, e organizzazioni nazionali e internazionali (CEI-CIVES, CE, AVERE, EERA, IEA, CEM-EVI, ISO, IEC). L’Unità è direttamente coinvolta, e coordina la partecipazione ENEA e italiana, in diversi progetti e collaborazioni nazionali e internazionali:

  • Nella Ricerca di Sistema Elettrico, parte integrante dell’Accordo di Programma ENEA-MSE (Ministero dello Sviluppo Economico) per la Ricerca di Sistema Elettrico, l’Unità coordina un progetto nazionale sui sistemi di accumulo avanzato, con la partecipazione di alcune università, per le applicazioni alle reti elettriche, che comprende attività di ricerca di base, sviluppo di laboratorio e analisi anche sperimentale in condizioni operative reali, su sistemi di accumulo elettrochimico (batterie al litio e supercondensatori, ed altri sistemi alternativi di accumulo, incluso l’idrogeno).
  • Nei Progetti Industria 2015, l’Unità è responsabile delle attività ENEA riguardante l’accumulo del Progetto ALADIN (Nuova GenerAzione di Sistemi di ILluminazione/SegnAlazione Intelligenti aD Alta EffIcienza che Incorporano GenerazioNe ed Accumulo Energetico), nel Bando Efficienza Energetica, con la ricerca e lo studio di sistemi di accumulo di ultima generazione (materiali innovativi per batterie litio-ione e analisi di mercato) per applicazioni a impianti di illuminazione; mentre nel Progetto MUSS (Mobilità Urbana Sostenibile e Sicura), del Bando Mobilità Sostenibile, l’ENEA svolge attività sull’uso dei biocombustibili e sull’ottimizzazione nell’uso dei sistemi di accumulo per la trazione elettrica ed ibrida per motoveicoli di nuova generazione.

Applicazione di batteria al litio
La figura riporta l’applicazione di una batteria al litio per la gestione dei picchi di potenza e il miglioramento dell’efficienza energetica della funicolare di Bergamo adibita al trasporto pubblico (attività in ambito Ricerca di Sistema Elettrico)

  • Nei Programmi Quadro (PQ) 6° e 7° della Commissione Europea (CE), sono stati svolti o sono in corso diversi progetti:
    • ILHYPOS (Ionic Liquid-based Hybrid Power Supercapacitors), coordinato dall’ENEA e già completato, per la ricerca e lo sviluppo di nuovi supercondensatori, che ha portato alla realizzazione di diversi prototipi con prestazioni migliorate rispetto ai prodotti sul mercato e con potenzialità di ulteriori sviluppi anche industriali.
    • HCV (Hybrid Commercial Vehicle), un progetto integrato per lo sviluppo e la dimostrazione di veicoli commerciali ibridi (autobus e van), in cui l’ENEA è responsabile del Sottoprogetto Sistemi di Accumulo e svolge attività di prova su celle e moduli di batterie al litio e supercondensatori commerciali per l’industria automobilistica europea e per i fornitori di sistemi di accumulo integrati.
    • HELIOS (High Energy Lithium-Ion Storage Solutions), un progetto di ricerca per lo sviluppo di batterie litio-ione per veicoli elettrici a batteria o ibridi plug-in in collaborazione con l’industria europea. L’ENEA sta svolgendo attività di ricerca di ricerca su materiali e componenti delle celle da laboratorio e su scala significativa ed ha effettuato prove di vita.

Supercondensatori
La figura mostra alcuni prototipi di supercondensatori realizzati nell’ambito del progetto ILHYPOS

    • Greenlion (Advanced manufacturing processes for Low Cost Greener Li-Ion batteries), un progetto di ricerca che punta all’ottimizzazione, in termini di costi e di impatto ambientale, dei processi di produzione di celle e moduli litio-ione per applicazioni automobilistiche. L’ENEA partecipa sia alla parte relativa alla ricerca dei materiali che alla successiva caratterizzazione di celle e moduli.
  • Per le attività di collaborazioni nazionali e internazionali, l’Unità svolge la funzione di segreteria tecnica della CIVES (Commissione Italiana Veicoli Stradali Elettrici, Ibridi e a Celle a combustibile, del CEI, Comitato Elettrotecnico Italiano), e rappresenta la CEI-CIVES nel Board dell’AVERE (Associazione Europea Veicoli Stradali Elettrici, Ibridi ed a Celle a combustibile); coordina il Sottoprogetto Accumulo Elettrochimico del Join Programme “Accumulo di Energia” dell’EERA (Euopean Energy Research Alliance); partecipa a tre collaborazioni (Implementing Agreement = IA) dell’AEI (Agenzia Internazionale dell’Energia) sui veicoli elettrici ed ibridi (IA HEV), sull’accumulo di energia (IA ECES) e sull’uso delle celle a combustibile nei trasporti (IA AFC); rappresenta l’Italia nell’EVI (Electric Vehicle Initiatives) del CEM (Clean Energy Ministerial); ed infine è il contatto per diversi Comitati tecnici di enti normatori (CEI, CUNA, CTI, ISO e IEC) per l’accumulo elettrochimico e per le applicazioni ai veicoli.

Referente:
M. Conte,