La collaborazione tra ENEA e il gruppo di Scienza e Tecnologia dei Materiali (STM) - Università di Perugia, sede di Terni rientra nell’ Accordo di Programma stipulato tra il Ministero dello Sviluppo Economico ed ENEA per l’esecuzione delle linee di attività del Piano Triennale della Ricerca e Sviluppo di Interesse Generale per il Sistema Elettrico Nazionale (Area “Produzione di energia elettrica e protezione dell’ambiente”, tematica di ricerca “Studi e sperimentazioni sui potenziali sviluppi delle energie rinnovabili”; obiettivo “Solare termodinamico - Obiettivo B - Studio di configurazioni impiantistiche alternative” del progetto “Energia elettrica da fonte solare”).
Negli attuali impianti solari è quasi sempre presente un sistema di accumulo termico che consente di migliorarne il funzionamento, aumentarne la capacità operativa e quindi ridurre il costo finale dell’energia prodotta. Sino ad oggi, il mezzo migliore e meno costoso, per accumulare calore sensibile ad alta temperatura è stato individuato nei sali fusi. In genere tali mezzi di accumulo hanno una capacità termica piuttosto limitata e necessitano di grandi volumi. Le elevate dimensioni dei contenitori necessari ad ospitare i mezzi di accumulo e le elevate superfici di scambio degli stessi incrementano inevitabilmente sia il costo che le perdite del sistema.
A partire dal 2012 sono stati sviluppati e studiati nuovi sistemi di accumulo termico per impianti CSP (concentrated solar power) di piccola e media taglia, ma estendibili a taglie maggiori, basati sull’utilizzo di mezzi a cambiamento di fase (sali fusi) miscelati con opportune nanoparticelle.
In particolare sono stati sviluppati e caratterizzati nuovi mezzi di accumulo costituiti da una miscela di PCM (NaNO3-KNO3) e da un PCM costituito da KNO3 entrambi con aggiunta di nanoparticelle. La selezione delle nanoparticelle è stata fatta sulla base della loro compatibilità con i PCM scelti e la loro potenziale capacità di incrementarne le caratteristiche di capacità e diffusività termiche. La caratterizzazione ha riguardato sia PCM che le nanoparticelle, sono state studiate le caratteristiche delle miscele e valutata l’influenza delle nanoparticelle sulle loro proprietà. In particolare sono state considerate nanoparticelle a base di ossidi di metallo come SiO2, Al2O3 e un mix di SiO2-Al2O3.
La collaborazione con l’ENEA si estenderà anche nei prossimi anni per sviluppare e implementare i risultati raggiunti con la collaborazione precedente. I temi da sviluppare riguarderanno lo studio della composizione e delle metodologie di produzione di nanoPCM (anche microincapsulati) con temperatura di fusione di circa 220°C e costituiti da sali fusi cui vengono aggiunte opportune quantità di nanoparticelle al fine di incrementarne la capacità di accumulo e la diffusività termica. Tali nanoPCM, dopo essere stati caratterizzati sia fisicamente che termicamente, saranno prodotti in forma massiva al fine di essere inseriti nei sistemi elementari di accumulo che verranno testati in ENEA. Inoltre, verrà studiato il metodo per produrre un nanoPCM in forma di microcapsule da poter miscelare ai cementi normalmente utilizzati per l’accumulo di calore sensibile.
Contatti:
Dott.ssa Manila Chieruzzi: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Prof. José M. Kenny: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Ing. Adio Miliozzi: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.