CNR- EFOR

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CNR- EFOR: Energia da FOnti Rinnovabili

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 e tecnologie per la bio produzione di Idrogeno attraverso processi economicamente e ambientalmente più convenienti .
In particolare, Il progetto  si articola in due Workpackages (WP) distinti:

WP1:  FotovoltaiCo OrgAnico/IBrido dI Terza GeneRazione (CABIR)
Il Progetto CABIR mira alla fabbricazione di sistemi innovativi per la conversione diretta di energia solare. Le attività saranno focalizzate su dispositivi fotovoltaici ibridi di terza generazione, ovvero le celle solari fotosensibilizzate o DSSC. Questi dispositivi costituiscono una tecnologia a basso costo e ridotto impatto ambientale per lo sfruttamento di energia solare rinnovabile mediante l’utilizzo di materiali eco-compatibili ibridi organici/inorganici. Obiettivo principale del progetto è la fabbricazione di una classe di celle solari/pannelli fotovoltaici con prezzi inferiori a 1€/Wp,  efficienze di conversione superiori al 7% e tempi di vita superiori ai venti anni. Il raggiungimento di tali target permetterebbe la definitiva diffusione della tecnologia fotovoltaica, oggi sostenibile solo grazie agli incentivi governativi.
Le celle DSSC costituiscono una tecnologia innovativa potenzialmente in grado di rivoluzionare il mercato dei pannelli fotovoltaici basato su celle al silicio. Differentemente da quest’ultime,  richiedenti tecniche di produzione complesse e costose  quali l’utilizzo di forni ad alte temperature e camere di ultra vuoto, la fabbricazione delle celle DSSC richiede infatti tecnologie e materiali  di basso costo e facile reperibilità. Pannelli fotovoltaici basati su tecnologia DSSC hanno caratteristiche peculiari in termini di semitrasparenza, spessore estremamente contenuto,  modulazione del colore e una limitata dipendenza dall’angolo di incidenza della luce. Queste peculiarità consentono una agevole ed efficiente integrazione dei pannelli in pareti verticali di edifici, nonché l’utilizzo in ambienti chiusi caratterizzati dalla presenza di luce diffusa.  Tali caratteristiche, da una parte candidano le DSSC quali dirette concorrenti dei pannelli al silicio nei mercati tradizionali, dall’altra  aprono nuove opportunità di mercati e applicazioni.

Al fine di raggiungere le caratteristiche menzionate, il progetto CABIR mira a risolvere le criticità scientifico/tecnologiche ancora presenti nelle DSSC e a consentire l’avanzamento tecnologico necessario per la loro commercializzazione. In particolare l’attenzione sarà concentrata su aspetti cruciali quali l’efficienza, il tempo di vita, i costi di produzione e l’impatto ambientale. I problemi centrali da risolvere per raggiungere i requisiti necessari per la commercializzazione delle celle DSSC sono il breve tempo di vita e la bassa stabilità dei dispositivi. Tali fattori devono essere rapportati all’efficienza della cella al fine di ottenere un rapporto costo benefici conveniente. Oltre alla decomposizione chimica delle molecole organiche, i dispositivi solari organici possono degradare per la distorsione e perdita di adesione degli strati, o per la interdiffusione dei materiali costituenti i vari strati. Tali fenomeni al momento non permettono una longevità delle celle maggiore di alcune migliaia di ore, non sufficienti, nonostante il basso costo di produzione, ad ammortizzare le spese e rendere l’investimento conveniente. 

WP2:  ENergia da BiOmasse e FonTi RInnovAbili (ENOTRIA)
Il secondo WP del progetto EFOR, designato con l’acronimo ENOTRIA, intende acquisire nuove conoscenze e sviluppare nuove tecnologie nel settore strategico della produzione di energia a partire  da risorse rinnovabili, principalmente da biomasse di origine vegetale. ENOTRIA, già dal nome, che richiama la terra abitata dagli Enotri, antica popolazione italica localizzata nel nostro Meridione, si riferisce alle enormi potenzialità che lo sviluppo di nuove tecnologie per l’energia a partire da risorse rinnovabili ha per il nostro paese e più in particolare per il nostro Mezzogiorno.L'impiego di idrogeno su larga scala è limitato dalla mancanza di metodologie di produzione cost-effective, che ne abbattano il costo di produzione, e di sistemi di immagazzinamento affidabili, poco costosi ed efficienti.  Il progetto ENOTRIA affronterà queste tematiche, unitamente a quella del contenimento del biossido di carbonio, integrando la produzione ecoefficiente di idrogeno da fonti rinnovabili di origine vegetale e biomasse con la realizzazione di serbatoi chimici derivati dalla CO2 per il suo stoccaggio. Il presente progetto coordinerà le competenze, gli interventi e le risorse dei gruppi partecipanti nel campo della ricerca di base ed applicata alla produzione di energia e valorizzazione di biomasse. Il primo obiettivo strategico prevede l’ottenimento e l’utilizzo delle biomasse e scarti vegetali per la produzione di energia (bioidrogeno), carburanti (biodiesel) e commodities (valorizzazione). Il secondo obiettivo di ampio respiro è rivolto alla valorizzazione della CO2 e suoi derivati come fonte rinnovabile per la produzione reversibile di idrogeno (stoccaggio). Il progetto unisce l’eccellenza degli istituti partecipanti nelle scienze biotecnologiche (ICB, ICCOM) e chimiche (ICCOM, ISMN) e ben si inquadra nelle finalità del PNR - Programma Nazionale di Ricerca 2009-2013 e nelle linee ispiratrici della UE all’interno di RFP-7.

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