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Corradi: Primove rivoluzionerà le nostre città

E' il primo sistema al mondo che consente di ricaricare veicoli elettrici senza la necessità di collegamenti alla linea elettrica. Non è un concept ma una realtà già operativa con autobus di linea nella città tedesca di Braunschweig

Corradi: il sistema Primove rivoluzionerà le nostre città

 

(Rinnovabili.it) – Le indiscusse potenzialità ambientali della mobilità elettrica urbana sono ormai un elemento noto agli addetti ai lavori e ai cittadini.

La loro lenta affermazione sembra essere un fenomeno inarrestabile, forse l’unico in grado di contrastare concretamente il crescente abbassamento della qualità della vita nelle nostre città. Uno degli elementi che frenano questa “rivoluzione” è la frequente necessità, per i trasporti pubblici, di realizzare linee aeree di alimentazione, o catenarie, impattanti per i nostri centri storici. A volte addirittura vietate.

 

Su questi presupposti la Bombardier, colosso internazionale della produzione di locomotive ferroviarie ed aerei, ha sviluppato un innovativo sistema, detto PRIMOVE, che consente la ricarica delle batterie per induzione magnetica, cioè senza collegamenti alla rete. Le stazioni di ricarica sono costituite da piastre complanari al rivestimento stradale ed in grado di trasmettere, in pochi secondi e quando il mezzo si trova sopra di essa, una grande quantità di energia capace di ricaricare le piccole batterie di bordo.  Il sistema è finalizzato a garantire una limitata autonomia necessaria al raggiungimento della successiva stazione di ricarica, cioè una fermata. Non parliamo di fantascienza e neanche di realtà prototipale: il sistema messo a punto dalla Bombardier è operativo e, per la prima volta al mondo, già in esercizio con autobus elettrici che coprono una linea urbana a Braunschweig, cittadina nella bassa Sassonia. Avevamo seguito con grande interesse questo progetto fin dalla sua presentazione ad Augsburg, nel giugno del 2012, dove si annunciò la realizzazione del primo servizio operativo a Braunschweig dove siamo andati a costatare di persona.

 

E’ inutile dirlo: i tempi di realizzazione e le specifiche tecniche del sistema sono state rispettate.

Per capire meglio le potenzialità e le prospettive di questa nuova tecnologia, abbiamo incontrato il CEO della Bombardier Italia, l’ing. Luigi Corradi.

 

IMG_0001Mauro Spagnolo: La Bombardier è leader mondiale nei settori ferroviari e aereonautici. Perché ha deciso di occuparsi di sistemi di ricarica per veicoli elettrici?

Luigi Corradi: l’idea in realtà è nata proprio dallo sviluppo di un sistema ferroviario, ambito nel quale l’azienda ha maturato molta esperienza. In questo settore abbiamo rilevato una crescente richiesta di treni leggeri o tram che non abbiamo bisogno della catenaria, elemento di sempre più difficile inserimento nell’ambiente urbano. Basti pensare alle nostre numerose città d’arte e all’impatto che tali linee producono, in piena contrapposizione con le grandi potenzialità ambientali della viabilità elettrica.

 

MS: Quindi è stato il mercato stesso che vi ha portato a questa idea?

LC: Sì. Esattamente. La richiesta è stata: è possibile progettare un treno urbano che non abbia bisogno di alimentarsi da una linea aerea? Abbiamo allora sviluppato questa tecnologia, chiamata PRIMOVE, che si basa sul principio della trasmissione dell’energia elettrica per induzione. In realtà parliamo di una soluzione che può avere applicazioni diverse: sui treni, mezzi più vicini al nostro core business, ma anche per gli autobus, i camion fino ad arrivare ai minivan ed alle autovetture. Insomma parliamo di una tecnologia di propulsione che può essere tranquillamente applicata a tipologie di veicoli anche molto differenti tra loro.

 

MS: Si ha la sensazione, dopo aver scoperto le potenzialità tecnologiche e ambientali del sistema Primove, che le motivazioni che l’hanno generata e sostenuta nel suo percorso di sviluppo appartengano quasi a una “visione” dell’azienda…

LC: Effettivamente la tecnologia è nata da una sempre più diffusa sensibilità ai problemi ambientali da parte della nostra azienda. Questa sensibilità parte dall’attenzione alle emissioni dei nostri stabilimenti ed arriva alle caratteristiche dei prodotti che operano spesso negli ambienti urbani, cioè dove esistono maggiori criticità a livello ambientale. Concepire quindi prodotti con sempre più attenzione all’ambiente, diventa sicuramente un “valore aggiunto” per l’azienda che cerca di occuparsi di social responsibility anche in questo senso, ma poi diventa anche un plus competitivo in quanto se abbiamo a disposizione prodotti che limitano l’impatto ambientale siamo sicuri che, in futuro, saranno sempre più richiesti.

 

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MS: Quali sono le previsioni di sviluppo di questa tecnologia nel mondo, e in particolare in Italia?

LC: Per il momento abbiamo focalizzato la nostra attenzione all’Europa guardando a progetti già esistenti come a Braunschweig, in bassa Sassonia. Ma stiamo studiando interessanti possibilità anche in Francia ed in Italia. Nel nostro paese in particolare esiste un mercato potenziale per gli autobus molto importante: esistono migliaia di mezzi diesel circolanti che meriterebbero di essere sostituiti con mezzi non inquinanti.

 

MS: Avete degli obiettivi numerici su questo mercato?

LC: Senza sognare troppo, ci piacerebbe nei prossimi due anni iniziare a vendere un centinaio di mezzi l’anno, obiettivi sicuramente compatibili con le attuali possibilità economiche degli Enti e propedeutiche allo sviluppo pieno e globale della tecnologia.

 

Corradi: il sistema Primove rivoluzionerà le nostre città

 

MS: Parliamo specificatamente dei vantaggi ambientali del sistema PRIMOVE.

LC: I vantaggi ambientali del sistema sono numerosissimi. Partiamo da quello più evidente: avendo la propulsione elettrica sposta la localizzazione dell’inquinamento fuori dalle città. Il secondo è un vantaggio sui consumi in quanto comunque, a parità di percorso e di persone trasportate, questa tipologia di trasporto consuma meno in termini assoluti. Il terzo vantaggio, intuitivo, è sul fronte dell’inquinamento acustico. A questo proposito sono stati recentemente effettuati alcuni studi che hanno dimostrato che un autobus elettrico di 12 metri è 10 volte meno rumoroso di uno convenzionale ed ha la stessa emissione acustica di una singola autovettura a propulsione termica.

 

MS: Quanto costa in più, al cittadino, questa tecnologia rispetto a quella convenzionale?

LC: Vorrei premettere che questa tecnologia sta muovendo i primi passi e quindi, una volta diffusa, avrà costi industriali sicuramente più bassi. Comunque non ha un incremento diretto del costo sul biglietto, e quindi sul cittadino, in quanto questi impianti vengono realizzati a fronte di investimenti pubblici sull’ambiente e sulla mobilità sostenibile.

 

MS: Possiamo immaginare, in futuro, che questa tecnologia possa superare il concetto delle piastre di ricarica isolate e trasformarsi in un sistema continuo di ricarica lungo l’intero percorso del mezzo?

LC: Questa è un’ipotesi possibile, ma ancora un po’ lontana nel tempo.  Noi vediamo ancora necessario l’uso delle batterie per ridurre al minimo l’impatto ed i costi delle infrastrutture. Forse se si potesse immaginare la possibilità di intervenire in una città di nuova realizzazione, si potrebbero contenere i costi infrastrutturali e quindi aprire nuovi modelli di impianto. Comunque il sistema di alimentazione è tecnicamente già disponibile a diventare continuo e a rinunciare all’accumulo. Ma pensando alle città europee credo che le applicazioni più razionali siano attualmente quelle che si rifanno al modello che abbiamo realizzato qui a Braunschweig. Uno sviluppo che vediamo in un futuro imminente è l’adozione di batterie più “furbe” che, mantenendo inalterate le attuali prestazioni del mezzo, limitino il loro costo, peso e ingombro. Ci arriveremo presto e sarà un’ulteriore rivoluzione nel mondo dei trasporti urbani. (di Mauro Spagnolo)

 

 

 

Vuoi conoscere tutto sul primo sistema PRIMOVE operativo al mondo?  Siamo stati a provarlo a Braunschweig, in bassa Sassonia. Segui il reportage che sarà prossimamente pubblicato.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • Batterie al sodio allo stato solido

Batterie al sodio allo stato solido, verso la produzione di massa

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
via Depositphotos

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 Na2Sx 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 .

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Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • fotovoltaico materiale quantistico

Fotovoltaico, ecco il materiale quantistico con un’efficienza del 190%

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

fotovoltaico materiale quantistico
via Depositphotos

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. 

leggi anche Fotovoltaico in perovskite, i punti quantici raggiungono un’efficienza record

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“.

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