A Maker Faire Rome 2020 protagonista l’agricoltura intelligente e sostenibile

Il contest #AgriFuture del Santa Chiara Lab – Università di Siena ha premiato le buone pratiche di innovazione italiana sostenibile. Sfera Agricola e Irritec, le due aziende più innovative, saranno al Padiglione Italia a Expo 2020 Dubai

Sfera Agricola e Irritec sono le aziende più innovative vincitrici di #Agrifuture, il contest sulle buone pratiche di innovazione orientate alla sostenibilità delle aziende agroalimentari italiane, promosso dal Santa Chiara Lab dell’Università di Siena in collaborazione con Maker Faire Rome – The European Edition (digital.makerfairerome.eu), il Commissariato italiano per Expo 2020 Dubai e con il supporto di Rinnovabili.it, nell’ambito del Progetto di ricerca “Fixing the Business of Food”.

Gestione sostenibile delle risorse idriche e irrigazione intelligente sono le due pratiche innovative premiate dal contest. La start-up toscana Sfera Agricola ha sviluppato una serra attiva, con ciclo di coltivazione chiuso e recupero delle acque piovane, che riesce ad ottenere un risparmio idrico fino al 90% rispetto alle coltivazioni su suolo: un’innovazione nel campo dell’idroponica grazie alla quale l’azienda è riuscita a costruire un ecosistema economico, nel proprio territorio, con una importante ricaduta anche occupazionale, facilmente scalabile in altre realtà urbane e periurbane.

Irritec, azienda siciliana tra i leader mondiali nel settore della smart irrigation, ha sviluppato EXXtreme tape™, un’ala gocciolante leggera inarrestabile con la superficie filtrante più estesa al mondo, una best practice innovativa e sostenibile che consente diportare acqua anche in contesti dove essa è molto scarsa.  

Entrambe le aziende adottano e promuovono soluzioni e pratiche innovative che presentano aspetti di sostenibilità ambientale, economica e sociale. 

La premiazione si è svolta oggi, 11 dicembre, all’interno di Maker Faire Rome 2020 (in corso dal 10 al 13 dicembre) durante un evento online alla presenza Angelo Riccaboni, Presidente del Santa Chiara Lab – Università di Siena e Paolo Glisenti,Commissario Generale per l’Italia a Expo 2020 Dubai.

Selezionate da una rosa di sei finaliste, insieme a Agrorobotica, Esperia, Ferrari Farm, Planet Farms, ledue aziende si sono distinte per aver adottato quelle pratiche innovative in termini di sostenibilità ambientale, economica e sociale che saranno oggetto di eventi e iniziative al Padiglione Italia di Expo 2020 Dubai, l’Esposizione Universale al via il primo ottobre 2021. 

A Ferrari Farm, azienda laziale che ha sviluppato un impianto di coltivazione idroponica utilizzando serre ermetiche e sterili interamente computerizzate, è andata la menzione speciale per le molte innovazioni provenienti dalla ricerca agrospaziale, quali esempi di buone pratiche applicabili in contesti dove le condizioni climatiche e di disponibilità di coltivazione in campo risultano estreme.

Lanciato a fine ottobre scorso, #AgriFuture ha raccolto oltre 50 aziende che hanno pubblicato le loro innovazioni e buone pratiche all’interno del sito Prima Observatory on Innovation POI, la piattaforma digitale del Segretariato Italiano di PRIMA. 

Angelo Riccaboni, Presidente Santa Chiara Lab – Università di Siena: “Il grande successo del contest AgriFuture dimostra la dinamicità del settore agrifood italiano: oltre 50 buone pratiche hanno aderito all’iniziativa portando esperienze di innovazione e successo orientate alla sostenibilità ambientale, economica e sociale. Il contest è solo una fra le iniziative che il Santa Chiara Lab sta sviluppando in collaborazione con imprese, mondo della ricerca e istituzioni in vista dell’UN Food Systems Summit 2021 che vedrà l’Italia svolgere un ruolo di primo piano”.

Mauro Spagnolo,Direttore del quotidiano Rinnovabili.it: “La ricerca di nuove soluzioni per facilitare la transizione energetica e vincere le sfide dei cambiamenti climatici trova nel settore agrifood sempre più motivazioni e stimoli. Lo dimostra il grande interesse suscitato da questo contest che il quotidiano Rinnovabili.it ha sostenuto con entusiasmo fin dall’inizio. Le numerose imprese italiane che hanno partecipato hanno dimostrato, ancora una volta, come la sostenibilità ambientale in ambiente agricolo si basa sempre di più su ricerca e innovazione tecnologica”. 

Carlo Hausmann, Direttore generale Agro Camera “Le buone pratiche sono il vero motore dell’evoluzione tecnologica. Per le nostre imprese poter apprendere e confrontarsi con chi svolge la stessa attività ed ha già adottato modalità innovative è una grandissima opportunità. AgriFuture è un esempio virtuoso di tutto ciò. Con il suo catalogo di soluzioni si rivolge non solo alle grandi filiere, ma anche alle piccole imprese che costituiscono una parte importante del nostro tessuto produttivo”. 

Luigi Galimberti, CEO e Founder Sfera Agricola: “Partecipare al contest del Maker Faire 2020 nella sezione dedicata all’Agroalimentare per noi è uno stimolo molto importante, perchè siamo nati al Maker Faire del 2015. Essere tra i 2 rappresentanti di aziende agroalimentari a Dubai è la conferma che stiamo lavorando bene e nella giusta direzione per rendere l’agricoltura più sostenibile, rispondere alle sfide a cui l’umanità è chiamata unitamente alla creazione di posti di lavoro 250 ad oggi. Partecipare a questi eventi di livello internazionale ci permette di confrontarci e proiettare Sfera in un futuro sempre più sostenibile ed innovativo”.

Giulia Giuffrè, Direttore Marketing e Ambassador Sostenibilità Gruppo Irritec: “Innovazione, attenzione al cliente e un gruppo coeso e appassionato sono gli elementi alla base di questo riconoscimento. Irritec, attraverso il suo impegno nell’irrigazione di precisione, quotidianamente scende in campo al fianco degli agricoltori per creare insieme a loro un ecosistema virtuoso. Da sempre studiamo e ricerchiamo soluzioni di irrigazione all’avanguardia e un modello di agricoltura sostenibile che concretamente aiuti gli operatori a ottenere un incremento e un miglioramento della produzione, riducendo il consumo di acqua e di energia”.

Giorgia Pontetti, CEO Ferrari Farm:“Sono molto onorata della menzione ricevuta. È un grande riconoscimento per il lavoro fatto in questi anni e per gli sforzi profusi in ricerca ed innovazione.  Ci auguriamo di poter rappresentate il bello e buono dell’Italia a Expo Dubai”.

Informazioni sui risultati del contest #AgriFuture sono disponibili al link: https://primaobservatory.unisi.it/it/agrifuture-contest

Il Ministero dell'Ambiente pubblica gli esiti della consultazione pubblica sul Decreto Ministeriale FER X, chiusa lo scorso settembre. Dai 46 soggetti partecipanti emerge l'esigenza di conoscere per tempo tutte le informazioni utili alla programmazione degli investimenti nelle rinnovabili. Chiesti chiarimenti sul processo autorizzativo e sulle tempistiche

Decreto FERX, nuovi spunti di riflessione

Servono maggiori informazioni sui coefficienti sul prezzo d’aggiudicazione, sui criteri di priorità, sulla documentazione per l’accesso al meccanismo e sulle tipologie di interventi ammessi. In particolare quando si tratta di progetti di “rifacimento” e “potenziamento”. Queste alcune delle principali richieste emerse dalla consultazione pubblica sul Decreto FERX. La scorsa estate il Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza energetica aveva pubblicato lo schema del provvedimento per una raccolta di pareri da parte degli stakeholder, con l’obiettivo di condividerne le logiche. Oggi il MASE rende noti gli esiti di tale consultazione puntando i riflettori sugli spunti e le richieste emerse da parte dei 46 soggetti partecipanti. 

Gli esiti della consultazione pubblica

Ricordiamo che il Decreto FERX nasce con lo scopo di definire un meccanismo di supporto espressamente dedicato ad impianti a fonti rinnovabili con costi di generazione vicini alla competitività. Come? Tramite contratti CfD a valere sull’energia elettrica prodotta dagli impianti. Con un accesso diretto per quelli di taglia inferiore al MW, e tramite aste al ribasso per quelli di taglia uguale o superiore al MW. Ed è proprio su queste due modalità che arrivano le prime considerazioni.

Per la maggior parte dei soggetti che hanno risposto alla consultazione, il contingente di 5 GW per gli impianti FER ad accesso diretto non sarebbe sufficiente, soprattutto vista la grande attenzione che stanno ricevendo al livello di investimento i sistemi di piccola taglia.

Per quanto riguarda l’accesso tramite asta, invece, il parere generale condivide i contingenti individuati, che secondo l’ultima bozza pubblicata oggi sarebbero: per il fotovoltaico 45 GW; per l’eolico di 16,5 GW; per l’idroelettrico di 630 MW; per i gas residuati 20 MW. “Tuttavia – si legge nel documento del MASE – congiuntamente alla risposta positiva sono state proposte diverse modifiche (aumento di uno specifico contingente, creazione di nuovo contingente, meccanismi di riallocazione della potenza non assegnata, ridefinizione dei contingenti al fine di favorire lo sviluppo dei PPA, etc.)”. Tra gli spunti emersi c’è la proposta di contingenti separati tra il fotovoltaico a terra e sul tetto.

Proposti nuovi requisiti di accesso e tempistiche

In tema requisiti d’accesso, alcuni soggetti chiedono l’incremento della soglia di potenza per l’accesso diretto, l’aggiunta dei criteri ESG, la reintroduzione del requisito specifico che attesti la capacità finanziaria ed economica di chi partecipa al meccanismo del Decreto FERX.

“Con riferimento ai tempi massimi individuati per la realizzazione degli interventi, la consultazione ha evidenziato un forte distaccamento con le aspettative degli operatori. Per quanto detto diversi soggetti propongono per una o più fonti l’innalzamento dei tempi previsti, chiedendo di tenere in considerazione parametri quali, la potenza e/o la tipologia d’intervento, l’ottenimento dei titoli autorizzativi, i tempi di realizzazione della connessione e quelli dovuti agli approvvigionamenti, che sottolineano, potrebbero oltretutto determinare un aumento dei costi, visto anche i meccanismi incentivanti”, si legge ancora nel documento.

Per i tempi di comunicazione della data d’entrata in esercizio dell’impianto, emerge nel complesso l’esigenza di un prolungamento, aggiungendo da più 60 giorni a 12 mesi. Viene anche evidenziata una certa contrarietà all’obbligo per gli operatori di impianti rinnovabili non programmabili che stipula un contratto CfD ad abilitarsi alla fornitura dei servizi di dispacciamento.

Un gruppo di scienziati del KAIST ha sviluppato una batteria a ioni di sodio ad alta energia, ad alta potenza e di lunga durata

Quando le batteria a ioni sodio incontrato i supercondensatori a ioni sodio

Arriva dalla Corea del Sud la prima batteria ibrida al sodio in grado di battere la tecnologia a ioni di litio a mani basse. Con ottime prestazioni lato di capacità di accumulo, potenza, velocità di carica e durata, come dimostra l’articolo pubblicato sulla rivista scientifica Energy Storage Materials (testo in inglese).

Nel 2020 le batterie a ioni sodio (Na+) hanno raggiunto prestazioni comparabili a quelle degli ioni di litio in termini di capacità e durata del ciclo in condizioni di laboratorio. Da allora il segmento ha continuato a macinare grandi progressi, spinto dall’esigenza globale di trovare una tecnologia di accumulo più economica delle ricaricabili al litio e meno dipendente dalle attuali catene di approvvigionamento dei materiali critici. L’ultimo grande risultato nel campo è quello segnato da un gruppo di scienziati del KAIST, il Korea Advanced Institute of Science and Technology.

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Il team guidato dal professor Jeung Ku Kang del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali ha messo a punto una batteria ibrida agli ioni di sodio dalle prestazioni eccellenti e in grado di ricaricarsi in pochi secondi. Il segreto? Un’architettura che integra materiali anodici propri delle batterie con catodi adatti ai supercondensatori.

Batteria ibrida al sodio, prestazioni record

In realtà non si tratta di un approccio nuovo. Gli stoccaggi ibridi con Na+ sono emersi negli ultimi anni come una promettente applicazione nel campo dell’energy storage in grado di superare i punti deboli degli accumulatori a ioni di sodio più conosciuti.

Tradizionalmente questo metallo è usato e studiato in due tipi di dispositivi di stoccaggio: batterie e condensatori. Le prime, come spiegato poc’anzi, forniscono oggi una densità di energia relativamente elevata ma sono caratterizzate da una lenta cinetica di ossidoriduzione, che si traduce in una bassa densità di potenza e una scarsa ricaricabilità. I secondi invece hanno un’elevata densità di potenza dovuta all’accumulo di carica tramite rapido adsorbimento di ioni superficiali, ma una densità di energia estremamente bassa.

Tuttavia unire le due tecnologie impiegando catodi di tipo condensatore e degli anodi di tipo batteria, non ha dato subito i risultati sperati. La causa è da ricercare soprattutto nello squilibrio cinetico tra i due tipi di elettrodi.

Nuovi materiali per catodo e anodo

Per arginare il problema il team sudcoreano ha utilizzato sviluppato un nuovo materiale anodico con cinetica migliorata attraverso l’inclusione di materiali attivi fini nel carbonio poroso derivato da strutture metallo-organiche. Inoltre, ha sintetizzato un materiale catodico ad alta capacità e la combinazione dei due ha consentito lo sviluppo di un sistema di accumulo di ioni sodio che ottimizza l’equilibrio e riduce al minimo le disparità nei tassi di accumulo di energia tra gli elettrodi.

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La cella completamente assemblata supera per densità di energia le batterie commerciali agli ioni di litio e presenta le caratteristiche della densità di potenza dei supercondensatori. Nel dettaglio la batteria ibrida al sodio si ricarica rapidamente e raggiunge una densità di energia di 247 Wh/kg e una densità di potenza di 34.748 W/kg. Inoltre gli scienziati hanno registrato una stabilità del ciclo con efficienza Coulombica pari a circa il 100% su 5000 cicli di carica-scarica.

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“.