Eni. Metano, 30 nuovi impianti per auto entro il 2012

Trenta nuovi impianti per l’erogazione di metano per auto saranno realizzati entro il 2012 sulle reti autostradale e stradale lombarde. E’ questo l’obiettivo del protocollo d’intesa che il presidente della Regione Lombardia, Roberto Formigoni, ha firmato oggi con il direttore generale Refining & Marketing di Eni, Angelo Caridi, in occasione dell’inaugurazione di un impianto per l’erogazione di miscela metano-idrogeno sulla tangenziale Ovest, in località Assago.
“E’ il primo impianto del genere in Italia – ha detto oggi il presidente Formigoni, prima di sottoscrivere l’intesa con Eni – finanziato con un bando regionale di 2 milioni e 100 mila euro”.
Il progetto prevede l’apertura di una seconda stazione di servizio simile, in fase di realizzazione a Monza, e la messa in strada di una flotta regionale di 20 Fiat Panda bifuel, metano/benzina (presentate oggi nel corso dell’inaugurazione), in grado di funzionare con la miscela metano-idrogeno. Le Panda così alimentate, in dotazione in via sperimentale alle direzioni generali di Regione Lombardia, consentono di ridurre le emissioni allo scarico di CO2 di circa l’11% rispetto al metano e del 34% rispetto all’alimentazione a benzina.

“Un progetto – ha proseguito Formigoni – nato dalla collaborazione con le imprese partner – Sapio, capofila dell’iniziativa e tra i leader della tecnologia a idrogeno, Eni, il gruppo Fiat con il centro ricerche e Fast, la Federazione italiana delle associazioni scientifiche e tecniche”. Con l’obiettivo, come ha ricordato il direttore generale di Eni, Caridi, di “potenziare la logistica, l’infrastruttura di servizio”, in una fase di grande crescita, molto sensibile nel 2009, dei veicoli a combustione pulita. “C’era il problema dell’uovo e della gallina – cioè come realizzare distributori se non ci sono auto a metano, ovvero come diffondere il metano da autotrazione se mancano i distributori. Così abbiamo applicato il metodo lombardo, e abbiamo fatto insieme l’uovo e la gallina: nuovi impianti di distribuzione e incentivi per l’auto a metano. Con lo scopo di continuare a migliorare la qualità dell’aria. Continueremo a farlo potenziando gli impianti – tutte le nuove autostrade, Brebemi, Pedemontana, Tem, Broni-Mortara – avranno obbligatoriamente aree di servizio con la colonnina del metano – e incentivando economicamente l’acquisto di vetture a basso impatto”.
Formigoni ha ricordato le misure economiche decise per una politica ambientale sempre più ampia, confluite in una legge regionale di grande spessore e ambizione, la prima in Italia esplicitamente sull’aria; i 104 milioni di euro stanziati per favorire l’adozione di mezzi e tecnologie “pulite” (in particolare, con il bando auto sono stati destinati oltre 35 milioni di euro, mentre è previsto un ulteriore rifinanziamento di 30 milioni, di cui 10 da destinare all’acquisto di auto a basso impatto). “Azioni frutto anche di un grande lavoro di squadra – ha aggiunto Formigoni – iniziato nel 2000 quando coinvolgemmo un buon numero di case del settore automotive per scommettere sui motori puliti”. Sul tema della qualità dell’aria, tuttavia, Formigoni ha rilevato che “è in atto una campagna allarmistica che non ha ragion d’essere”. “Giustamente – ha detto oggi il presidente – le famiglie sono preoccupate, ma dobbiamo pur renderci conto che oggi respiriamo un’aria assai migliore di ieri. Gli inquinanti sono in discesa: tra il 2005 e oggi il numero dei giorni di superamento della soglia critica è in costante diminuzione, la quantità complessiva degli inquinanti è in contrazione”. “C’è chi diffonde informazioni false, e lo fa senza pubblicare i dati reali. Stiamo scalando una montagna – ha concluso Formigoni, sottolineando gli sforzi congiunti con gli operatori e l’incentivazione a imprese e privati – mentre qualche anno fa eravamo nel fondovalle, che ora cominciamo a guardare dall’alto”.

IL PROTOCOLLO. L’intesa siglata oggi costituisce un significativo passo avanti verso la metanizzazione della rete viabilistica lombarda, soprattutto autostradale, e si inserisce nel programma di ammodernamento della rete di distribuzione dei carburanti, lanciato dalla Giunta regionale e approvato l’anno scorso dal Consiglio, che fissa, tra l’altro, il numero minimo di impianti di rifornimento di metano per autotrazione da realizzare (entro il 2012, appunto) in rapporto alla popolazione: 1 impianto ogni 45 mila abitanti sulla rete ordinaria e 1 impianto ogni 30 km sulla rete autostradale.
La normativa vigente prevede che fino al raggiungimento di questo obiettivo ogni nuovo impianto di distribuzione di carburanti debba prevedere una colonnina per il metano.
Già nel settembre 2006 Regione Lombardia aveva siglato un accordo per il potenziamento della rete di distribuzione del metano con le compagnie petrolifere. Da quella data, la rete di distribuzione di Eni ha contribuito a raggiungere l’obiettivo realizzando 7 impianti, di cui 2 sulla rete autostradale; attualmente sono 10 i punti vendita di metano per auto della compagnia sul territorio lombardo.

SCHEDA. La miscela idrogeno-metano offre molti vantaggi; la parte idrogeno contribuisce ad un’accensione più pronta della miscela e alla combustione completa, mantenendo l’autonomia della vettura quasi inalterata rispetto all’uso del metano puro e riducendo ulteriormente il già limitato contenuto di carbonio del metano. Il risultato finale è un netto miglioramento delle emissioni di CO2 e degli inquinanti tipici della combustione di idrocarburi.
Grazie al progetto Idrometano nato dall’intesa della Regione Lombardia con Eni, sara’ possibile verificare l’ammontare esatto del contributo ambientale che la tecnologia potrà dare, in particolar modo nel contesto urbano. I test condotti in laboratorio sono promettenti e se verranno confermati dai risultati su strada apriranno un percorso verso la mobilità ad idrogeno facendo leva sulla tecnologia centenaria del motore a combustione interna.
Dal 2007 a oggi Regione Lombardia, oltre ad attivare le proprie leve normative e di affiancamento agli Operatori del settore, ha messo a disposizione 6 milioni di euro per l’apertura di 27 nuovi impianti. In questo modo il numero degli impianti di distribuzione per auto di metano è aumentato da 26 nel 2001 agli attuali 86.

Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na₂S_x come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

“Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

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L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda. 

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.