Chimica per le Energie Rinnovabili

• Post by:
• Comments off

CNR-ICCOM contribuisce con attività di ricerca dedicate allo sviluppo dell’iniziativa internazionale Mission Innovation, lanciata a livello internazionale all’interno di COP21, con l’obiettivo di promuovere la ricerca e sviluppo e di realizzare tecnologie energetiche rinnovabili per la carbon neutrality. Questi obiettivi sono stati estesi nel 2021 ad iniziative quali il Green Deal dell’Unione Europea e al Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), che supportano interventi di elevata intensità economica per lo sviluppo di sistemi di produzione, stoccaggio e conversione di energia rinnovabile e per il risparmio energetico.

Le principali attività includono:

• Chimica per la produzione di idrogeno.

• • Produzione di idrogeno da elettrolisi di acqua per integrazione con energie rinnovabili intermittenti a base di tecnologie alcaline a bassa temperatura;
  • Design e studio di nuovi materiali 2D e 3D a base di carbonio (CNT, MWCNT) come catalizzatori per reazione di riduzione di ossigeno (ORR), anche applicati a celle a combustibile;
  • Generazione elettrochimica di idrogeno e prodotti chimici tramite elettrolisi con ossidazione di derivati da biomasse per la produzione simultanea, sostenibile e circolare di idrogeno e prodotti chimici (electrochemical reforming);
  • Produzione di idrogeno tramite deidrogenazione catalitica in fase omogenea od eterogenea di piccole molecole organiche od inorganiche;
  • Conversione della radiazione solare in idrogeno da fotocatalisi per water splitting;
  • Produzione catalitica di idrogeno e composti chimici da reforming/steam reforming per la produzione di idrogeno e composti chimici da alcoli rinnovabili e biometano.

• Sviluppo di celle a combustibile innovative.

• • Celle a combustibile a bassa temperatura basate su membrane alcaline ad alta densità di potenza a impatto limitato o nullo sui materiali critici;
  • Celle a combustibile ad alcol diretto (DAFC) con membrana alcalina con basso o nullo contenuto di metalli nobili.

• Sviluppo di dispositivi fotovoltaici avanzati.

• • Nuovi dispositivi fotovoltaici avanzati, basati sullo sviluppo della chimica dei materiali e dei processi di produzione, con particolare riguardo alle celle dye sensitized solar cells (DSSCs) e concentratori solari luminescenti;
  • Studi di modelling computazionale, per sviluppare dyes con proprietà di light harvesting, comprensione e ottimizzare di processi;
  • Modelling e sviluppo di materiali anche CRM-free, deposizione di strati nanostrutturati, studio di coloranti innovativi e metodi elettrochimici per analisi e validazione:
  • Applicazioni nell’edilizia residenziale ed elettrificazione di serre per l’agroalimentare (agrivoltaico).

• Sviluppo di chimica e tecnologia per solar fuels.

• • Studio di meccanismi e realizzazione di dispositivi che combinano acqua e anidride carbonica in combustibili verdi impiegando energie rinnovabili, mimando la fotosintesi;
  • Sistemi di conversione a bassa temperatura basati su catalizzatori nanostrutturati, adatti anche alla co-elettrolisi;
  • Sistemi organici, metallorganici e ibridi per la cattura della luce solare (sistemi antenna) e film semiconduttori per celle fotoelettrochimiche.

• Sviluppo di sistemi avanzati per accumulo termico.

• • Studio di sistemi per l’accumulo termico, sia solare termico a medio-bassa temperatura sia per batterie termiche in applicazioni “power-to-heat” con sali ammoniacali o liquidi ionici (LI), grazie alla loro elevata capacità termica, elevata temperatura di decomposizione, basso punto di fusione e densità relativamente elevata nelle condizioni di esercizio tipiche dell’accumulo termico.