La rubrica FOCUS – Research to Business, nata dalla collaborazione tra la Fondazione UniSMART e il DII Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Padova, promuove la ricerca universitaria ad alto contenuto innovativo per trasferirla al mondo aziendale.

Il terzo Focus si concentra sull’accumulo elettrochimico di energia approfondendo il funzionamento delle batterie e delle celle a combustibile.

Le attività svolte hanno carattere tecnologico-ingegneristico e riguardano lo studio, la progettazione, l’analisi e lo scaling-up di sistemi di accumulo e di conversione dell’energia di tipo elettrochimico: batterie a flusso (flow battery), batterie agli ioni di litio (Li-ion), celle a combustibile (Fuel Cell) e i sistemi di propulsione elettrica alimentati da tali dispositivi elettrochimici.
Il laboratorio esegue sperimentazioni per la piena caratterizzazione dei sistemi in ogni condizione operativa: cicli di carica e scarica controllati in tensione o in corrente, curve di polarizzazione, spettroscopia di impedenza multicanale (EIS) in condizioni controllate.
Si sviluppano modelli numerici multifisci multidimensionali a livello di singoli componenti, dispositivi e sistemi che sono impiegati nell’analisi prestazionale e nell’ottimizzazione strutturale e operativa. Vengono anche svolte valutazioni tecno-economiche di convenienza e fattibilità.

A differenza di altri sistemi, come il pompaggio, il termico e l’aria compressa, i sistemi di accumulo di elettrochimici presentano numerosi vantaggi:

• ubiquità logistica (in quanto non richiede caratteristiche specifiche del territorio);
• modularità;
• silenziosità;
• assenza di parti in movimento;
• ampia scalabilità;
• facilità d’uso;
• bassa manutenzione.

Le principali applicazioni di questo nuovo sistema di accumulo dell’energia sono:

• applicazioni stazionarie in reti elettriche intelligenti ed alimentate da fonti rinnovabili;
• servizi di power quality;
• servizi di energy management;
• rinvio degli investimenti in nuove stazioni di generazione;
• servizi di continuità assoluta;
• sorgenti di energia per la trazione elettrica terrestre, navale e aerea.

Il gruppo di ricerca che si è occupato della materia è l’Electorchemical Energy Storage and Conversion Labortory (EESCoLab) in collaborazione con:
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Eindhoven University of Technolog, Chalmers University of Technology (Gothenburg), University of Tennessee (with MoU) (Konxville), Skolkovo Institute of Science and Technology (Moscow), Fraunhofer Insititute for Chemical Technology (Pfinztal), Eni, Fiamm, Veritas S.p.A.

TRL: 5-8

Batteria a flusso da 9 kW / 27 kWh autoscostruita in EESCoLab