Chi fa cosa in ENEA
Materiale per la giornata di presentazione presso il
Centro di Ricerca della Casaccia
Autore: Manlio Pasquali
ENEA
La Divisione TEA: chi siamo e
dove operiamo
Denominazione e sigla della Divisione: TEA
Tecnologie Energetiche Avanzate
Articolazione:
3 sezioni operative, 3 unità progetto più supporti
Gestionale Amministrativo e di Analisi Tecnico Economica
Dislocazione nei Centri: Casaccia
Direttore: Dr. Raffaele Vellone tel. 06/30484512 e.mail
Segreteria di Divisione: Sign. Paola Achille 06/30484512
Supp. Tecnico/gest.: Dr. Ugo Menichilli 06/30483924
ENEA
Organizzazione Interna:
Unità e sezioni
Direzione
Raffaele Vellone
Unità Supporto
Tecnico Gestionale
U. Menichilli
Tea-STG
Unità Analisi
Tecnologiche ed Economiche
R. Infusino
TEA-ATE
Progetto Sistemi di Accumulo
e Mezzi di Trasporto Innovativi
Sezione prototipi e impianti
Celle a Combustibile e
M. Conte
Pompe di calore
M. Brocco
TEA-CCPC
TEA-SATI
Progetto Celle a Combustibile
a bassa temperatura
A. Iacobazzi
TEA-CCBT
Sezione R&S Conversione
Elettrochimica dell'Energia
L. Giorgi
Progetto Celle a Combustibile
ad alta temperatura
A. Moreno
TEA-CCAT
Sezione Sviluppo Progetto
e sperimentazione Veicoli
Veicoli Elettrici ed Ibridi
G. Pede
TEA-VELI
TEA-ECHI
nb Tutte le attività vengono svolte presso il centro della Casaccia
ENEA
Campi di attività:
La Divisione svolge attività di R&D di nuove tecnologie
energetiche ad elevata efficienza e basso impatto
ambientale, nei settori seguenti:
 CELLE
A COMBUSTIBILE
 IDROGENO
 ACCUMULO
 VEICOLI
 POMPE
DI ENERGIA
INNOVATIVI
DI CALORE
ENEA
Modalità di intervento e
collaborazioni
Tipologia di azioni:

Promozione e coordinamento di programmi nazionali
di R&D

Promozione e coinvolgimento dell’industria per lo
sviluppo di prodotti innovativi a basso impatto
ambientale


R&D di materiali e componenti
Realizzazione di prototipi e loro sperimentazione sia
in laboratorio, che sul campo.
Le azioni di R&D sono condotte in collaborazione con
strutture di ricerca, industrie, utenti, sia in ambito
nazionale che internazionale
ENEA
Infrastutture: Laboratori
Le attività di R&S svolte dalla Divisione si
avvalgono di 3 sezioni (o complessi di
laboratori):

conversione elettrochimica dell’energia

prototipi e impianti con celle a combustibile e
pompe di calore

sviluppo e sperimentazione di componenti e
veicoli elettrici e ibridi.
ENEA
Esempi di collaborazioni con
l’industria
Stack PEFC da 30 kW
(NUVERA Fuel Cells Europe Gruppo De Nora)
Stack MCFC di potenza 100 kW
(laboratori Ansaldo Ricerche)
Banco a rulli prova veicoli
Veicolo ibrido in testing: Altra
(Iveco/Iribus)
(ENEA Casaccia)
ENEA
Modo di operare, esempio di attività:
Sviluppo sistemi di accumulo per celle a
combustibile
Obiettivi:
Autoformazione
sviluppo di competenze interne
alla divisione
Progettuali
sviluppo di componenti e/o
sistemi
Sperimentali
testing di componenti e/o
sistemi
ENEA
Sviluppo sistemi di accumulo per celle
a combustibile
Collaborazioni & Competenze:
Nuvera (De Nora Italia + Epix USA)
Realizzazione celle a combustibile
Epcos (Siemens)
Supercondensatori
Tea-CCPC
Progettazione e realizzazione sistema
cella e sua gestione
ENEA
Sviluppo sistemi di accumulo per celle
a combustibile
Collaborazioni & Competenze:
Università di Roma 3
Progettazione e realizzazione interfaccia
elettronico
Università di Pisa
Sviluppo software di simulazione
Tea-Veli (promotore)
Sviluppo del simulatore, della logica di
gestione e testing finale
ENEA
Progetti: Idrogeno
L’attività Idrogeno della divisione TEA va
inserita all’interno della più generale attività
di ricerca ENEA sull’utilizzo del H2 come
vettore energetico, con lo studio completo di
tutte le fasi di:

Produzione

Accumulo

Utilizzo
ENEA
Idrogeno

Sviluppo e sperimentazione di sistemi di piccola
taglia (da qualche kW a qualche decina di kW
equivalenti) per la produzione di idrogeno da
combustibili fossili

Realizzazione e sperimentazione di un sistema
“stand alone” fotovoltaico/idrogeno (3 kW)

Analisi dei problemi di sicurezza connessi con
l’impiego dell’idrogeno.
Collaborazioni:
Roen Est, CNR-TAE, varie università.
ENEA
Progetti: Celle a Combustibile
Sviluppo di componenti, stack e sistemi per:

Celle ad elettrolita polimerico per applicazioni
stazionarie (1-50 kW) e alla trazione

Celle ad alta temperatura (carbonati fusi,
ossidi solidi) per generazione/cogenerazione
distribuita (da alcuni kW a qualche decina di
MW)
ENEA
Celle a Combustibile
CELLE A COMBUSTIBILE AD ELETTROLITA
POLIMERICO
 Sviluppo
di catodi con basso
carico di platino
 Sviluppo
 Messa
di anodi tolleranti il CO
a punto di processi di fabbricazione
di elettrodi e insiemi membrana/elettrodi
 Sviluppo
di stack.
ENEA
Celle a Combustibile:
Collaborazioni
De Nora/Nuvera, CNR-TAE, CNR-IMAE, Università di
Roma, Roen Est.
Programma:
MURST 5%, coordinato da ENEA, per la realizzazione
di un sistema da 15 kW.
ENEA
Progetti: Pompe di Calore

Progettazione, costruzione e sperimentazione di
prototipi di pompe di calore ad assorbimento
H2O/NH3, di taglie fino a 25 kW frigoriferi, per
climatizzazione ambientale

Progettazione, costruzione e sperimentazione di
componenti critici del ciclo (pompa della
soluzione ricca, scambiatori compatti, ..)
Collaborazioni:
Merloni Termosanitari, SRS, Italgas.
ENEA
LABORATORIO PROTOTIPI E IMPIANTI CON
CELLE A COMBUSTIBILE E POMPE DI
CALORE
 Stazione di prova stack 5-15 kW
 Prototipi sperimentali di piccola taglia
alimentati a idrogeno
 Impianto fotovoltaico-idrogeno (SAPHYS)
 Impianto sperimentale per la produzione di idrogeno da
gas naturale per ossidazione parziale (MEPOX, 5 kW
equivalenti)
 Impianto di caratterizzazione pompe di calore (CAPOC 2)
 Impianto di prova della pompa della soluzione ricca
(PROPOS).
ENEA
LABORATORIO PROTOTIPI E IMPIANTI CON
CELLE A COMBUSTIBILE E POMPE DI
CALORE
Stazione prova stack PEFC fino a 15 kW
ENEA
Progetti: Batterie al Litio
Le batterie al litio, per le loro caratteristiche, possono
avere applicazioni nel campo della trazione
Elettrica/Ibrida ed in altri campi di interesse.
Principali obiettivi della ricerca sono:
 Densità di Energia (Wh/kg) 160 Wh/kg
 Densità di Potenza (W/kg) maggiore di 100 W
 Ottenere batterie dotate di struttura flessibile
ENEA
Batterie al Litio
 Studio di nuovi materiali per gli elettrodi e l’elettrolita
 Messa a punto dei processi di preparazione e produzione
dei componenti e della cella
 Progettazione e realizzazione di moduli completi
 Caratterizzazione di componenti di cella e moduli
Collaborazioni:
Arcotronics, Imation, Fiamm, CRF, PNB, CNR-ICM e varie università.
Programmi:
Programmi MURST 5%, coordinati da ENEA, per lo sviluppo
di batterie al litio-ione per elettronica di consumo e al litio metallico per trazione.
ENEA
Batterie al Litio

Camera per preparazione di componenti
di batterie al litio
ENEA
Progetti: Veicoli Ibridi
I veicoli ibridi sono caratterizzati dall’avere a bordo un
sistema autonomo di generazione elettrica (fuel cell o
motogeneratore) ed un sistema di trazione elettrica
che fornisce (da solo o accoppiato alla trazione
meccanica)
energia alle ruote. I veicoli ibridi
presentano un basso impatto ambientale, (nullo se la
generazione è effettuata da una cella alimentata ad
idrogeno) unito a prestazioni concorrenziali con i
veicoli tradizionali
ENEA
Veicoli Ibridi

Sviluppo e prova di sistemi di controllo per veicoli
ibridi e di sistemi di trazione innovativi
Caratterizzazione al banco di sistemi ibridi con
generatori di tipo avanzato (turbina, cella a
combustibile).
 Prove in campo di veicoli e flotte.

Collaborazioni:
CRF, IVECO, EUCAR, Microvett, ARI, Arcotronics, CEAC, varie
università e strutture di ricerca, nazionali ed europee.
ENEA
Veicoli Ibridi
CARATTERIZZAZIONE, AL BANCO E SUL
CAMPO, DI SISTEMI DI ACCUMULO PER
TRAZIONE ELETTRICA

Caratterizzazione, al banco e su veicolo, di diverse
tipologie di batterie per trazione

Prova al banco di supercondensatori.
ENEA
LABORATORIO SVILUPPO E
SPERIMENTAZIONE DI COMPONENTI E
VEICOLI ELETTRICI E IBRIDI
Complesso di laboratori per la prova di componenti e veicoli,
costituito da:
 3 banchi prova batterie, con ciclatori, camere climatiche e
sistemi di acquisizione dati
 laboratorio di prova supercondensatori
 stazione di prova sistemi di trazione, con
tre sezioni (per generatori di potenza,
sistema di accumulo e gestione energia,
motori)
 Banco a rulli
ENEA
LABORATORIO SVILUPPO E
SPERIMENTAZIONE DI COMPONENTI E
VEICOLI ELETTRICI E IBRIDI
Sala Prove 100 kW
ENEA
Veicoli Ibridi: Esempio di
attività
Gestore dei flussi di potenza
(Università di Pisa/Enea)
 Il gestore migliora l’efficienza del veicolo e aumenta
la vita delle batterie di trazione
ENEA
Conclusioni
 Le attività svolte dalla divisione TEA,
svolte sia in collaborazione con le altre
divisioni ENEA che con partner esterni del
mondo della ricerca ed industriale,
costituiscono il nucleo essenziale ed il
punto di partenza per lo sviluppo del
Progetto
Idrogeno,
di
importanza
strategica per l’ente.
ENEA
Conclusioni
 L’azione svolta dalla Divisione TEA, ha
consentito
di
formare
competenze,
sviluppare
tecnologie
e
realizzare
infrastrutture che costituiscono la base per
la realizzazione di prodotti competitivi ad
alta efficienza e basso impatto ambientale
nei diversi settori di intervento della
Divisione stessa.
ENEA