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Nuove finestre fotovoltaiche “smart” per la green energy e le comunicazioni ottiche del futuro

L’Università di Milano-Bicocca e l’Istituto Nazionale di Ottica del CNR, in collaborazione con Glass to Power SpA e il Laboratorio LENS, hanno realizzato la prima finestra “ibrida” intelligente, capace di generare energia elettrica dalla luce solare e di ricevere dati attraverso la luce visibile in modalità wireless. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Advanced Energy Materials.

Milano, 12 marzo 2024 – La sostenibilità energetica e l’interconnessione sono i due pilastri principali su cui si baseranno le smart cities del futuro, con dispositivi energetici intelligenti e connessi, completamente integrati negli edifici, capaci di soddisfare rigorose normative e di avere un impatto energetico minimo. In quest’ambito, nel lavoro pubblicato sulla rivista Advanced Energy Materials, il team composto da ricercatori dell’Università di Milano-Bicocca e di Cnr-Ino, in collaborazione Glass to Power SpA e LENS, ha realizzato e studiato il primo esempio di finestra fotovoltaica dotata anche della capacità di scambiare dati attraverso la luce mediante la tecnologia VLC (Visible Light Communication).

“Il dispositivo è stato realizzato sfruttando nuovi concentratori solari luminescenti a Quantum Dots, soddisfa tutte le normative internazionali sugli elementi fotovoltaici e edilizi, ed è stato caratterizzato dal punto di vista di resa energetica di conversione solare secondo i più alti standard internazionali”,

spiega Sergio Brovelli, docente dell’Università di Milano-Bicocca e Presidente del Consiglio Scientifico di Glass to Power SpA.

“La finestra “ibrida” messa a punto ha una funzione duale: viene sfruttata non solo come elemento fotovoltaico per la conversione di energia solare in elettrica, ma per la prima volta anche come efficace sistema di ricezione di dati wireless codificati come modulazione di intensità nella luce emessa dalle comuni sorgenti LED, a frequenze impercettibili per l’occhio umano, sfruttando la tecnologia VLC”, continua Jacopo Catani, primo ricercatore del CNR-INO.

L’uso di sorgenti LED bianche per comunicare dati, oltreché per illuminare, prende anche il nome di Light-Fidelity (Li-Fi). Il dispositivo è in grado di funzionare come ricevitore VLC anche sotto la luce solare diretta, combinando così funzioni di energia e connettività wireless in una soluzione realistica per edifici intelligenti e sostenibili. La capacità di generare energia elettrica raccogliendo la luce solare o artificiale e al contempo di trasmettere dati apre anche la possibilità di realizzare dispositivi intelligenti autoalimentati, che possano scambiare dati in modo pervasivo e sostenibile senza sostanziale impatto energetico o sulla salute umana.

Questo risultato pionieristico rappresenta un importante passo verso l’utilizzo sostenibile e green delle tecnologie ottiche nelle smart cities e nell’implementazione dell’Internet of Things (IoT) e della rivoluzione promessa dai sistemi di comunicazione di sesta generazione (6G).

finestre fotovoltaiche
Nuove finestre fotovoltaiche “smart” per la green energy e le comunicazioni ottiche del futuro, in grado di scambiare dati attraverso la luce mediante la tecnologia VLC

 

La scheda

Chi: Università di Milano-Bicocca, Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche di Sesto Fiorentino (CNR-INO), Glass to Power SpA, Laboratorio Europeo di Spettroscopie non Lineari di Sesto Fiorentino (Firenze)

Che cosa: F. Meinardi*, F. Bruni, C. Castellan, M. Meucci, A. M. Umair, M. La Rosa, J. Catani*, S. Brovelli*, Certification Grade Quantum Dot Luminescent Solar Concentrator Glazing with Optical Wireless Communication Capability for Connected Sustainable Architecture Advanced Energy Materials (February 2024), Link alla ricerca: https://doi.org/10.1002/aenm.202304006

Tutti i ringraziamenti e riferimenti ai progetti finanziatori sono presenti all’interno della pubblicazione.

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Milano-Bicocca.

Fondi sostenibili, tassonomia e transizione: Europa virtuosa nell’era del cambiamento climatico – Il Secondo Report annuale di O-Fire, l’Osservatorio sulla finanza sostenibile promosso da Università di Milano-Bicocca, Banca Generali e AIFI, fa il punto sugli investimenti “green” a livello internazionale ed europeo

Milano, 28 febbraio 2024 – Lo scorso anno si è assistito, per la prima volta, ad una riduzione del flusso globale dei fondi sostenibili, che ha registrato un deflusso netto di 2,5 miliardi di dollari. Diverse le cause: a giocare un ruolo decisivo è stato il complesso contesto economico e geopolitico internazionale e le conseguenze che, a cascata, ha portato con sé, dai timori di recessione all’aumento della pressione inflazionistica e dei tassi d’interesse.

Unica eccezione, il contesto europeo che, al contrario, ha mantenuto i flussi netti positivi, attraendo 3,3 miliardi di dollari nel quarto trimestre dello scorso anno, seppur in calo rispetto al trimestre precedente. Questo uno dei risultati emersi dal Secondo Rapporto annuale di O-Fire, (“Osservatorio sulla Finanza d’Impatto e sue Ricadute Economiche”), l’Osservatorio sulla finanza sostenibile lanciato due anni fa dall’Università di Milano-Bicocca insieme a Banca Generali Spa e AIFI – Associazione italiana del private equityventure capital e private debt. Le attività di O-Fire rientrano nello Spoke 4 di Musa, Ecosistema dell’Innovazione finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Il Rapporto, dal titolo “ESG Disclosure Obligations, sustainable funds and renewable energy sources in the midst of the ecological transition, è stato presentato questa mattina all’Auditorium “Guido Martinotti” dell’Università di Milano-Bicocca.

Verso un orizzonte normativo rinnovato
L’Europa si sta muovendo rapidamente verso un rinnovamento del quadro normativo per la sostenibilità. La recente pubblicazione dell’Atto delegato per l’Ambiente e l’introduzione della Direttiva sulla rendicontazione di sostenibilità delle imprese (CSRD) segnano passi decisivi verso l’ampliamento dei requisiti di informativa non finanziaria. Con l’obbligo per quasi 50.000 aziende di aderire agli European Sustainability Reporting Standards, l’UE punta a una maggiore trasparenza e responsabilità sociale d’impresa, fattori chiave per la competitività sul mercato.

L’analisi evidenzia, dunque, come la Tassonomia europea sia ancora in una fase di piena evoluzione e che saranno necessarie nuove integrazioni e modifiche che possano favorire gli investimenti necessari a rendere l’Unione Europea a zero emissioni nel 2050.

Finanza Sostenibile e Transizione Energetica: un binomio indissolubile
Il Rapporto pone in evidenza l’importanza cruciale degli investimenti nelle fonti di energia rinnovabile per la transizione energetica e il conseguimento degli obiettivi di finanza sostenibile. Tuttavia, emergono sfide legate all’impatto del cambiamento climatico sulla produzione energetica, che potrebbero ridefinire gli equilibri globali di domanda e offerta e influenzare gli investimenti nel settore.

«Gli investimenti nelle Fonti di energie rinnovabili – scrivono i ricercatori – pur influenzando positivamente il rating ESG, possono avere un effetto opposto sul rating del credito. Un’analisi sulla relazione tra i due tipi di rating relativa a 116 società europee ha mostrato infatti che solo per 35 società, che rappresentano il 30% del campione, il rating di credito e il rating ESG hanno la stessa qualità».

Adattamento al cambiamento climatico: una priorità urgente
La necessità di adattarsi ai cambiamenti climatici richiede un impegno finanziario considerevole e ben ponderato, attualmente sostenuto solo in minima parte dagli investimenti globali. L’allocazione di risorse verso interventi specifici come la prevenzione delle catastrofi naturali e la sicurezza alimentare resta fondamentale per mitigare gli effetti del cambiamento climatico.

«I risultati emersi dal rapporto sottolineano le sfide e le opportunità che ci attendono sulla strada verso una transizione ecologica più giusta ed equa – ha commentato Giovanna Iannantuoni, rettrice dell’Università di Milano-Bicocca e presidente di MUSA –. È significativo osservare come, nonostante le turbolenze economiche e geopolitiche, l’Europa continui a dimostrare una resilienza unica nel mantenere flussi netti positivi di investimenti sostenibili. Questo è un chiaro indicatore dell’impegno del continente verso obiettivi di sostenibilità a lungo termine, anche in tempi incerti. Tuttavia, la riduzione globale dei flussi di fondi sostenibili ci ricorda che il cammino verso la sostenibilità è disseminato di sfide che richiedono attenzione, innovazione e cooperazione internazionale. Questo rapporto non solo mette in evidenza i progressi compiuti ma anche le aree in cui dobbiamo concentrare maggiormente i nostri sforzi. È attraverso questa consapevolezza e comprensione che possiamo mobilitare azioni concrete per affrontare le sfide più urgenti del nostro tempo, per un impegno collettivo verso una finanza che sia veramente sostenibile, inclusiva e capace di affrontare le sfide del nostro secolo».

«Raggiungere gli ambiziosi obiettivi in termini di politica climatica è un’impresa che richiede e continuerà a richiedere grande responsabilità, impegno e capacità di coordinamento tra istituzioni, imprese e privati, per incanalare nella giusta direzione di un mondo più sostenibile sforzi e investimenti della collettività – dichiara Carmelo Reale, Responsabile Area General Counsel & Group Sustainability di Banca Generali – e in questo contesto le istituzioni finanziarie sono uno dei principali catalizzatori per la promozione di investimenti in questa direzione. Gli anni passati hanno visto un grande sviluppo della sensibilità legata alle questioni ambientali e dell’offerta di investimenti sostenibili da parte dell’industria finanziaria, ma il 2023 ha mostrato per la prima volta un risultato in controtendenza nei flussi verso questi investimenti. Ora è quindi fondamentale focalizzarsi sulle best practices per rilanciare la finanza d’impatto e non abbandonare il percorso virtuoso fatto finora. Ringraziamo l’Università di Milano-Bicocca e tutte le persone coinvolte nel progetto per il meticoloso ed eccezionale lavoro di ricerca e analisi, i cui risultati saranno integrati nella nostra riflessione sulle sfide future dell’industria degli investimenti sostenibili e nel nostro modello. Noi come banca siamo in prima linea per cogliere la sfida della sostenibilità come dimostra anche la recente adesione agli UN Global Compact, iniziativa volontaria delle Nazioni Unite volta ad incoraggiare le imprese a creare un quadro economico, sociale ed ambientale per un’economia mondiale sana e sostenibile».

Fondi sostenibili, tassonomia e transizione: Europa virtuosa nell’era del cambiamento climatico, per il Secondo Report annuale di O-Fire. Foto di Nattanan Kanchanaprat

Testo dall’Ufficio Stampa dell’Università di Milano-Bicocca.

Il Progetto AMPS alimenta il futuro rivoluzionando la produzione di celle a ossidi solidi

Un’iniziativa europea per automatizzare e favorire la produzione su larga scala di sistemi (celle a combustibile ed elettrolizzatori) a ossidi solidi

L’elettrificazione si configura come scelta primaria nel complesso processo di decarbonizzazione. Tuttavia, la sua applicazione non è sempre tecnicamente fattibile o conveniente dal punto di vista economico. Vi sono infatti settori che richiedono soluzioni alternative all’elettrificazione e dovranno affrontare significative sfide di decarbonizzazione, come ad esempio quelli hard-to-abate (acciaio, cemento, fertilizzanti) e il settore heavy-duty (trasporto pesante, marittimo, aviazione). L’idrogeno e i combustibili sintetici derivati dall’idrogeno (comunemente noti come e-fuels) emergono come elementi cruciali per l’eliminazione dei combustibili fossili. Per affrontare con successo questa transizione, diventa inoltre imperativo l’utilizzo di tecnologie elettrochimiche efficienti e robuste (celle a combustibile ed elettrolizzatori). In particolare, le tecnologie ad alta temperatura offrono efficienze molto elevate ed una ampia flessibilità in termini di flussi di ingresso. Inoltre, dimostrano l’unicità di poter funzionare in modalità reversibile all’interno dello stesso componente, migliorando la loro versatilità in diverse applicazioni.

AMPS è un progetto finanziato da Horizon Europe (budget di 8,7 M€, finanziamento di 6,6 M€) avviato nel giugno 2023. Il focus principale di questo progetto è l’avanzamento, la dimostrazione e la validazione di tecniche di produzione ad alta velocità ed economicamente vantaggiose e misure di controllo qualità per la produzione di celle e stack a ossidi solidi SOC (Solid Oxide Cells). Questi obiettivi sono raggiunti all’interno di ambienti di produzione reali, sottolineando l’impegno del progetto a contribuire in modo pratico e significativo allo sviluppo del settore.

Gli obiettivi principali di AMPS includono la produzione automatizzata ad alta velocità di celle SOC, piastre bipolari e di interconnettori, insieme all’assemblaggio automatizzato ad alta velocità degli stack, con controllo qualità integrato. Il tracciamento completo dei componenti e la produzione in serie ottimizzata saranno realizzati utilizzando un virtual twin dell’intero processo. In ultima analisi, il progetto mira a dimostrare un costo di produzione degli stack SOC inferiore a 800 €/kW per un volume di produzione di 100 MW/anno, con l’obiettivo generale di stabilire una catena di approvvigionamento europea dedicata per la produzione di sistemi SOC.

Nel contesto del progetto AMPS, Il Politecnico di Torino è responsabile della valutazione della sostenibilità economica del processo produttivo innovativo (con un obiettivo < 800 €/kW) in confronto ai metodi convenzionali di produzione di celle ad ossidi solidi (SOC). L’analisi include anche una dettagliata valutazione del ciclo di vita del processo per dimostrarne la sostenibilità ambientale, con un particolare focus sulla gestione dei rifiuti e il riciclo per raggiungere un elevato livello di circolarità. Sarà inoltre fornita una panoramica completa del processo di produzione, comprendendo valutazioni di sicurezza e regolamentari. Sulla base di queste analisi, l’obiettivo finale è quello di evidenziare il ruolo dei sistemi SOC nella promozione della decarbonizzazione in diversi settori finali in Europa. A tal fine, il Politecnico di Torino svilupperà uno strumento di ottimizzazione ad hoc per individuare le condizioni che rendono i sistemi SOC la soluzione ottimale per applicazioni industriali e di trasporto. Infine, Politecnico di Torino si occuperà anche delle attività di dissemination, communication, ed exploitation.

Il team di lavoro del Politecnico di Torino, guidato da Marta Gandiglio, include Massimo Santarelli, Paolo Marocco ed Alessandro Magnino del Dipartimento Energia “Galileo Ferraris” – DENERG e Giovanni Andrea Blengini e Isabella Bianco del Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e della Infrastrutture – DIATI.

Consorzio:

Questa iniziativa unisce prominenti aziende europee coinvolte nella catena di produzione di celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC) ed elettrolizzatori ad ossidi solidi (SOEC). Il progetto è coordinato da VTT e comprende aziende di automazione come Rocksoft e Smartal, insieme a produttori di attrezzature manifatturiere come SITEC, Haikutech e Dosetec. Il progetto include anche la produzione di celle da parte di Elcogen AS e la produzione di stack da parte di Elcogen Oy. Questi partner industriali ricevono supporto dagli istituti di ricerca del Politecnico di Torino e di VUTS.

AMPS progetto celle ossidi solidi

Il sito internet del progeffo AMPS: https://www.amps-project.eu/

Pagina LinkedIn del gruppo di ricerca STEPS, dipartimento DENERG del Politecnico di Torino: https://www.linkedin.com/company/steps-steps-synergies-of-thermo-chemical-and-electro-chemical-power-systems

12 Febbraio 2024

Testo dall’Ufficio Web e Stampa del Politecnico di Torino.

Il geotermico è la rinnovabile più efficace per diminuire le emissioni di CO2 (seguono idroelettrico e solare)

Lo studio dell’Università di Pisa su 27 paesi OCSE dal 1965 al 2020 pubblicato sul Journal of Cleaner Production

Impianto ad energia geotermica di Nesjavellir in Islanda, che fornisce acqua calda all'area di Reykjavík
Impianto ad energia geotermica di Nesjavellir in Islanda, che fornisce acqua calda all’area di Reykjavík. Foto di Gretar Ívarsson, modificata da Fir0002, in pubblico dominio

Per diminuire le emissioni di CO2 nell’atmosfera, il geotermico è la fonte di energia rinnovabile più efficace, seguito da idroelettrico e solare. La notizia arriva da uno studio su 27 paesi OCSE dal 1965 al 2020 pubblicato sul Journal of Cleaner Production.

La ricerca ha analizzato l’impatto di alcune fonti di energia rinnovabile per la produzione di energia elettrica: geotermico, solare, eolico, biofuel, idroelettrico. Dai risultati è emerso che ognuna di esse contribuisce a ridurre le emissioni di CO2 e dunque è utile agli obiettivi della transizione ecologica. Fra tutte, le migliori sono il geotermico, l’idroelettrico, e il solare, in ordine decrescente di importanza. A livello quantitativo, 10 terawattora di energia elettrica prodotti da geotermico, idroelettrico, e solare, consentono infatti di ridurre le emissioni di CO2 pro capite rispettivamente di 1.17, 0.87, e 0.77 tonnellate.

I 27 paesi OCSE esaminati dal 1965 al 2020 sono stati scelti come campione perché contribuiscono notevolmente al rilascio di emissioni di CO2 nell’atmosfera e rappresentano circa un terzo del totale delle emissioni globali di CO2. Nello specifico si tratta di Australia, Austria, Canada, Cile, Cipro, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Islanda, Irlanda, Israele, Italia, Giappone, Messico, Paesi Bassi, Nuova Zelanda, Norvegia, Polonia, Portogallo, Corea del Sud, Spagna, Svezia, Svizzera, Regno Unito e Stati Uniti.

Per ricavare i dati, la ricerca ha analizzato molteplici fonti, le principali sono: Food and Agriculture Organization (FAO), International Energy Agency (IEA), OECD, Our World in Data (OWID), e World Bank.

“È noto che circa due terzi degli italiani si dichiara appassionato del tema della sostenibilità e ritiene importante l’uso delle rinnovabili per avere città più sostenibili  – dice Gaetano Perone, ricercatore del dipartimento di Economia e Management dell’Università di Pisa e autore dell’articolo – la mia analisi spiega in modo dettagliato l’impatto di ciascuna energia rinnovabile sulle emissioni di CO2, considerando anche altri aspetti legati ai costi di implementazione e costruzione delle centrali e delle opportunità date dalle caratteristiche geografiche e climatiche dei paesi considerati”.

Riferimenti bibliografici:

Gaetano Perone, The relationship between renewable energy production and CO2 emissions in 27 OECD countries: A panel cointegration and Granger non-causality approach, Journal of Cleaner Production,
Volume 434, 2024, 139655, ISSN 0959-6526, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139655

Testo dall’Unità Comunicazione Istituzionale dell’Università di Pisa.

La Scuola IMT e Nemesys avviano un progetto di ricerca e sviluppo per i materiali e le tecnologie della filiera dell’idrogeno

materiali tecnologie filiera dell'idrogeno
Marco Paggi, ordinario in Scienza delle Costruzioni e direttore dell’unità di ricerca Musam della Scuola IMT Alti Studi Lucca

Lucca 3 febbraio 2022 – Entra nel vivo la collaborazione tra l’unità di ricerca Musam -Multi-Scale Analysis of Materials – della Scuola IMT Alti Studi Lucca e Nemesys, la startup di cui la multinazionale Baker Hughes ha appena acquisito la quota del 30%.

La collaborazione tra la Scuola IMT Alti Studi Lucca e Nemesys, startup con sedi a Firenze e Pontedera (Pisa) avviata ad ottobre 2021 prevede un progetto di ricerca sui materiali e le tecnologie della filiera dell’idrogeno. In particolare, l’unità di ricerca guidata da Marco Paggi si occuperà della ingegnerizzazione e dello sviluppo di prototipi e di tutta la fase che va dal prodotto di laboratorio a uno pressoché pronto per la commercializzazione.

Particolarmente gradita dunque, la notizia odierna dell’entrata di Baker Hughes in Nemesys, un importante riconoscimento da parte di un player internazionale di grande rilievo per la Toscana.

“Le sfide scientifiche sul tema dell’idrogeno – commenta Marco Paggi, ordinario in Scienza delle Costruzioni e direttore dell’unità di ricerca Musam della Scuola IMT – dalla produzione allo stoccaggio, sono un chiaro esempio di ricerca di frontiera con impatto atteso su energia e trasporti, temi caldi per la società. La Scuola IMT è lieta di poter collaborare con una startup che si impegna nel sviluppare soluzioni tecnologiche chiave per il settore industriale.”

Il professor Paggi desidera anche ringraziare Emilio Paolo Vasciminno, private banker, per la sua attività di open innovation che ha portato ad avviare la collaborazione scientifica tra Nemesys e la Scuola IMT.

Testo e foto dall’Ufficio Comunicazione ed Eventi Scuola IMT Alti Studi Lucca sul nuovo progetto di ricerca e sviluppo per materiali e tecnologie della filiera dell’idrogeno.