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In futuro sarà possibile lavorare e vivere in un ambiente ben illuminato di luce naturale cpsì da migliorare senza dubbio l’umore. Fino ad oggi questo ruolo era riservato a finestre o vetrate, ma se gli edifici potessero essere costruiti con intere pareti vetrate senza compromettere stabilità o coibentazione? Il cambio di rotta potrebbe avvenire grazie all’aerogel isolante che il team di ricercatori dell’Empa ha inserito all’interno di veri e propri mattoni vetrati portanti.
Aerogel isolante
Gli aerogel isolanti a base di silice stanno diventando sempre più popolari nel settore edile, solitamente il loro impiego serve per realizzare strati isolanti o intonaci. Nel 2017 il ricercatore Empa Jannis Wernery ed i suoi colleghi del dipartimento Building Energy Materials and Components, ebbero però l’idea di integrare questo aerogel isolante direttamente all’interno di un mattone, creando il cosiddetto “Aerobrick“. A differenza dei mattoni più tradizionali, questo componente costruttivo permetteva di risparmiare notevolmente sui costi di riscaldamento e di costruzione eliminando il problema di inserire uno strato di coibentazione nell’involucro.
Oggi i ricercatori Wernery, Michal Ganobjak e colleghi hanno fatto un ulteriore passo avanti, trasformando “Aerobrick” in un mattone in vetro traslucido, isolante e portante.
Il materiale messo a punto dall’Empa combina il vetro float con granuli di aerogel in silice ottenendo un elemento costruttivo per facciate estremamente gradevole ed allo stesso tempo in grado di sostenere il peso strutturale dell’edificio. Durante i test in laboratorio, il mattone in vetro riempito con aerogel isolante, ha raggiunto un’ottima conducibilità termica (53 mW/mK) ed una resistenza alla compressione di quasi 45 Mpa: tra le più alte prestazioni mai raggiunte da un mattone. Il segreto del suo isolamento è nell’intercapedine d’aria inserita tra gli strati di vetro, una strategia che riduce al minimo la trasmissione del calore senza però compromettere quella della luce.
Una parete costruita con mattoni di vetro aerogel isolante permetterà di avere un ambiente interno con un’ottima illuminazione naturale, protetto dall’abbagliamento e privato perché traslucido. Le applicazioni sono svariate: biblioteche, gallerie, musei, uffici, residenze, ma anche luoghi che necessitano la massima illuminazione risparmiando spazio come i quartieri urbani densamente edificati.
Secondo i ricercatori dell’Empa, il mattone in vetro riempito con aerogel isolante sarebbe estremamente competitivo anche nel prezzo. L’idea del progetto è stata sviluppata con il sostegno del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione europea. La ricerca è pubblicata sul Journal of Building Engineering (2023).
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L'idrogeno verde una grande risorsa del futuro per produrre energia rispettando l'ambiente. L'idrogeno si può ottenere dall'elettrolisi spendendo energia elettrica oppure da giacimenti come nel Mali come abbiamo visto.
In Emilia Romagna, la Regione sovvenziona un progetto chiamato idrogeMO di Hera e Snam per produrre idrogeno impiegando l'intera dotazione del PNRR ricevuta pari a 19,5 milioni di euro impiegando allo scopo le aree industriali dismesse.
La realizzazione di questo polo avverrà presso la discarica esaurita di via Caruso a Modena, senza alcun consumo di suolo utile. L’area ospiterà un parco fotovoltaico di 6 MW di potenza collegato ad un elettrolizzatore che sarà in grado di produrre fino a 400 tonnellate di idrogeno verde l’anno; per poter alimentare anche nelle ore notturne l’elettrolizzatore, il polo sarà dotato di una batteria per lo stoccaggio dell’energia elettrica.
L'intero investimento previsto per queste attività ammonta a 20,8 milioni di euro.
Orazio Iacono, Amministratore delegato del Gruppo Hera ha dichiarato: “Questo primo ma importante passo nello sviluppo della filiera dell’idrogeno green vede il nostro Gruppo porre le basi per diventare un operatore primario del settore. Il progetto dimostra l’impegno di Hera ad accompagnare imprese e comunità nel loro percorso di transizione energetica, generando ricadute positive per ambiente, economia e territorio. Siamo consapevoli che per affrontare l’emergenza del cambiamento climatico e la transizione ecologica è imprescindibile lavorare a livello di ecosistema, mettendo a fattor comune le tante risorse e competenze che il Gruppo Hera e le diverse realtà e soggetti dei territori serviti sono in grado di esprimere”.
“IdrogeMO è per Snam il primo progetto di Hydrogen Valley dedicato ad applicazioni industriali ed al trasporto che rappresentano uno dei principali obiettivi della UE in tema di transizione energetica” ha aggiunto Stefano Venier, Amministratore delegato di Snam. “Il progetto, a cui apporteremo le nostre competenze nella gestione delle unità di produzione dell’idrogeno, ha trovato il sostegno di una regione fondamentale per le attività produttive del Paese come l’Emilia-Romagna e ci pone al fianco di un partner del territorio come Hera. La spinta alla creazione delle Hydrogen Valleys rappresenta anche un primo passo verso la realizzazione di quei corridoi per il trasporto delle molecole verdi che pongono l’Italia al centro di una delle autostrade dell’idrogeno europee previste dal RePowerEU. L’impegno di Snam per un futuro carbon neutral rappresenta uno dei capisaldi del nostro piano strategico 2022-2026 nel quale abbiamo destinato 1 miliardo di euro per la creazione di una piattaforma dedicata alla decarbonizzazione”.
Nella realizzazione del polo produttivo, le due società avranno ruoli distinti ma interconnessi: Hera sarà il soggetto capofila, Herambiente si occuperà della realizzazione dell’impianto fotovoltaico, e Snam si occuperà della realizzazione dell’impianto di produzione dell’idrogeno.
Il progetto prevede che una parte dell’idrogeno prodotto potrà rifornire le aziende del trasporto pubblico locale in possesso di mezzi alimentati con molecole verdi, così come parte della produzione potrà essere destinata al comparto industriale locale per la decarbonizzazione dei propri processi.
Per incrementare la produzione di drogeno si potrebbe impiegare in futuro il risparmio tutelato. Vedremo come.
Giuseppe
divulgatore scientifico, di sana economia
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La speculazione energetica che ha messo a dura prova buona parte della comunità mondiale sta spingendo in particolare l'Europa in merito sia per mantenere bassi i costi energetici che tutelare l'ambiente. In effetti il surriscaldamento dell'ambiente favorisce la desertificazione con scarse piogge che stanno mettendo a dura prova settori dell'agricoltura e dell'allevamento; la mancanza d'acqua sta mettendo a dura prova anche il settore energetico, basti pensare alle centrali termoelettriche che devono essere spente per evitare che si surrisccaldino e le centrali idroelettriche che devono essere spente per carenza d'acqua.
L'Europa per risolvere il problema energetico e tutelare l'ambiente sta prendendo diverse misure :
1) il passaggio alle auto elettriche entro il 2035 consentendo dopo i motori a combustione alimentati a combustibili sintetici proosti dalla Germania;
2) interventi su abitazioni con largo impiego di fonti rinnovabili.
Sul secondo punto sta intervenendo lo sviluppo tecnologico per rendere i singoli appartamenti confortevoli e vivibili. Per il condizionamento delle stanze impiegando i climatizzatori inverter a pompa di calore si potrà intervenire sul clima a basso costo energetico: 1000 watt elettrici con pompa di calore diventano 3000 watt. Per l'acqua calda ci sono i boiler elettrici a pompa dicalore che arrivano a 40 gradi: le doppie pompe di calore, che arrivano a 70 gravi, si può avere acqua calda sanitaria e per riscaldamento. Serve poi un programma energetico per abbattere i costi energetici (del Kwh pagato trovando il modo di produrre, direttamente o indirettamente Kwh, vedi esempio di A2A: a tal scopo si può intervenire in base a risparmio tutelato in base al proprio reddito come vedremo.
Nei condomini e ville si potrebbero sfruttare i terrazzi soleggiati e ventilati per applicazioni fotovoltaiche e realizzare delle tettoie per pannelli termici che alimentano batterie termiche per acqua sanitaria e riscaldamento senza produrre CO2.
Giuseppe
divulgatore di efficienza , di trasparenza .....
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Le batterie di sabbia è L’innovativo sistema di stoccaggio termico, brevettato dall’italiana Magaldi Green Energy e ora pronto per il mercato, consente di utilizzare energia pulita termica anche in assenza di sole e vento quale soluzione alternativa all’utilizzo del gas per le industrie. Mgtes è un sistema di accumulo di energia termica basato su un letto di sabbia fluidizzato, alimentato solo da rinnovabili. E' protetto da 11 brevetti internazionali.
Siccome l’energia solare ed eolica dipendono dalle condizioni meteorologiche, stanno entrando sul mercato sistemi di storage per utilizzarla 24 ore al giorno sette giorni su sette; questa discontinuità è oggi compensata facendo ricorso alla produzione energetica da fonti fossili. La crescita delle energie rinnovabili sarà affiancata da una crescita esponenziale di sistemi di accumulo, che aiutando a superare la problematica dell’intermittenza permetteranno la redistribuzione dell’energia nell’arco dell’intera giornata. Lo storage sarà l’elemento essenziale che accompagnerà le rinnovabili e permetterà di cestinare le fonti fossili.
Da qui nasce l’esigenza cui rispondono le tecnologie di storage che vedono, accanto agli accumuli elettrochimici e idroelettrici (pompaggio), l’idrogeno, anche tecnologie di accumulo termico (thermal energy storage), tutti sistemi di indispensabili e complementari per favorire la diffusione delle rinnovabili. Quando la produzione di energie rinnovabili supererà il 50% della necessità, i sistemi di storage cresceranno esponenzialmente.
Magaldi Green Thermal Energy Storage (Mgtes) è una tecnologia di accumulo a impatto zero, che consente di superare l’intermittenza delle rinnovabili e di contribuire ad abbattere la dipendenza delle industrie energivore dal gas. Il sistema è stato sviluppato e realizzato dalla Magaldi Green Energy, startup di Magaldi Power, leader mondiale negli impianti per il trasporto di materiali ad altissime temperature.
Questa tecnologia su letto di sabbia fluidizzata è stata brevettata nel 2020 con brevetto europeo e mondiale e il team Magaldi, in collaborazione con il dipartimento di ingegneria elettrica ed energetica dell’Università la Sapienza, ha pubblicato due paper scientifici su questa tecnologia ed ha recentemente sottoscritto un accordo di collaborazione con RINA, multinazionale di ispezione, certificazione e consulenza ingegneristica, finalizzato allo sviluppo di nuove tecnologie e applicazioni, di gestione di progetti nell’ambito dei rispettivi settori e servizi, nonché di misurare i benefici ESG (Environmental, Social, Governance) del sistema Magaldi Green Thermal Energy Storage (MGTES).
Il sistema può essere caricato con energia elettrica e termica in eccesso, riuscendo a immagazzinare per un intervallo compreso tra 4 e oltre 10 ore (Long Duration Energy Storage) fino a settimane, con perdite molto limitate per poi scaricarla quando il sole e il vento non sono disponibili.
Così il sistema permette di immagazzinare energia rinnovabile quando è in surplus e di rilasciare energia termica verde per i consumi industriali, bilanciando lo squilibrio esistente tra la domanda e l’offerta e contribuendo a stabilizzare la rete. Il sistema di fluidizzazione della sabbia presenta notevoli vantaggi: grandi capacità di accumulo termico (fino all’ordine dei GWh); elevata efficienza termica; tempi di risposta rapidi; nessun impatto ambientale grazie all’impiego di materiali naturali. La tecnologia ha raggiunto una elevata maturità tecnologica e ora è in fase di costruzione avanzata il primo modulo industriale presso il sito produttivo Magaldi di Salerno.
Giuseppe
divulgatore scientifico
webmaster si Supersapiens.it Promozione Sviluppo Gobale
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Scoperto un ‘enzima-batteria’ chiamato huc, prodotto naturalmente da diversi batteri, che ha proprietà di trasformare l’aria e, in particolare le bassissime concentrazioni di idrogeno presenti nell'aria in elettricità:ottenendo una corrente elrttrica. Huc può generare maggiore corrente elettrica con una maggiore concentrazione di idrogeno: si potrà produrre energia impiegando celle a combustibile che potrebbero alimentare smartwatch, smartphone fino alle auto elettriche.
elettricità a zero emissioni
La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature e guidata dall’australiana Monash University di Melbourne, apre le porte ad una nuova fonte di energia pulita per i piccoli dispositivi del futuro, una possibile ’alternativa per quelli ad energia solare. Per la prima volta si è isolato e analizzato un enzima batterico in grado di ossidare l’idrogeno atmosferico. Il catalizzatore in questione appartiene alla superfamiglia delle idrogenasi, proteine capaci di spezzare la molecola di idrogeno (H2) per ricavarne energia e viceversa.
Da tempo si sa che i batteri possono utilizzare tracce di idrogeno presente nell'aria come fonte di energia per aiutarli a crescere e sopravvivere in ambienti difficili, come il suolo dell’Antartide, i crateri dei vulcani o le profondità oceaniche.,
Per capire il meccanismo al fine di sfruttare questa capacità i ricercatori sono riusciti per la prima volta ad estrarre l’enzima-batteria, chiamato Huc, dal batterio Mycobacterium smegmatis, ottenendone una struttura estremamente dettagliata. Questo enzima è molto efficiente: a differenza di molti altri enzimi conosciuti, infatti, è in grado di lavorare anche con concentrazioni di idrogeno inferiori a quelle atmosferiche, appena lo 0,00005% dell'aria che respiriamo.
Dagli studi è stato dimostrato come sia possibile conservare l’enzima purificato anche per lunghi periodi di tempo. E' molto stabile: e conserva le sue capacità anche dopo essere stato congelato o riscaldato fino a 80 gradi”, Questo dimostra l’utilità di questo enzima per i batteri che devono sopravvivere in ambienti estremi.
Giuseppe
divulgatore scientifico, di sana economia, di moralità e cooperazione globale.