Premio Sapio per l’energia e i trasporti 2003

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Dott. Agostino Iacobazzi
Nato a Roma, Responsabile di progetto per le celle a combustibile a bassa temperatura presso l’Enea (Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’Ambiente)
Titolo dei risultati di ricerca
Trasferimento tecnologico fra strutture di ricerca e industria privata, finalizzato alla creazione di nuove realtà industriali nazionali nel campo delle tecnologie delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico

Breve descrizione dei risultati di ricerca. Fino alla fine degli anni 90 il sistema della ricerca pubblica nel campo delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico ha sempre collaborato con l’industria detentrice del know-how, approfondendo specifiche tematiche individuate di comune accordo.
Le competenze nel campo delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico possedute dalle strutture di ricerca pubbliche sono però tali da permettere l’ingresso sul panorama dei produttori di nuove aziende private, pur se non completamente in possesso del know-how necessario. Si è quindi operato uno screening tra i possibili soggetti industriali interessati, per esplorare le situazioni più promettenti.
In particolare, individuando nella società Roen Est di Bologna competenze tali da far presupporre risultati industriali rilevanti, il dott. Iacobazzi si è fortemente impegnato nel creare un progetto comune di sviluppo. I risultati, negli anni 2000-2003 sono stati entusiasmanti, con la messa punto di una tecnologia innovativa unica fra i produttori mondiali di celle e con la creazione in pochi anni di un polo industriale (Roen Est ? Arcotronics NISSEI) di rilevanza internazionale

Breve descrizione dell’applicazione pratica dei risultati di ricerca. Nell’ambito della collaborazione fra Enea e Roen Est sono stati raggiunti i seguenti obiettivi:
– lo sviluppo di soluzioni innovative per l’ingegneria di stack e celle
– test di laboratorio di prototipi di potenza crescente
– realizzazione di prototipi di sistemi completi di potenza 2-5 kW
Nell’ambito di tale accordo Enea e Roen Est hanno sviluppato conoscenze e tecnologie di interesse per lo sviluppo industriale delle celle ad elettrolita polimerico, realizzando soluzioni molto interessanti dal punto di vista industriale per quanto riguarda la preparazione dei componenti attivi e l’ingegneria di stack, nell’ottica di una riduzione dei costi di produzione ed un aumento delle caratteristiche di operabilità e manutenibilità del sistema.
Nell’ambito della collaborazione è stata creata la Roen Est, società che ha tra gli scopi societari quello di sviluppare sistemi di generazione di piccola potenza (1-20 kW) con celle a combustibile; in questi tre anni ha lentamente conquistato un ruolo nel panorama delle celle a combustibile, avviando diversi contatti sia con soggetti internazionali (Università di Duisburg, Johnson Mattey, Università di Theran, Idatech, Toyota, God’Power High Tech Shangai) che con realtà industriali nazionali (Sapio, SOL, MTS, Eurocarbo, Ausimont, Cuneo Associati), in grado di fornire il supporto tecnico, finanziario e logistico per dare avvio ad una produzione su scala industriale.
Attualmente la società si è fusa con il gruppo Arcotronics per dare vita alla Arcotronics Fuel Cell.

Descrizione tecnica dei risultati di ricerca
La collaborazione Enea-Roen Est ha permesso di sviluppare delle celle a combustibile ad elettrolita polimerico che presentano diverse caratteristiche innovative:

1)


sviluppo della tecnologia chiamata «Mega» (Membrane Electrode Gasket Assemby) per la realizzazione delle parti attive della cella, in stretta integrazione con le guarnizioni.
Nella tecnologia Mega la guarnizione è iniettata direttamente sul bordo dell’assemblato membrana/elettrodo, preparato precedentemente
A partire da un brevetto della Roen Est sull’iniezione della guarnizione e facendo uso di un materiale siliconico particolare, prodotto in Italia e di cui Roen Est ha l’esclusiva per l’uso nel campo delle celle a combustibile, è stata messa a punto, in collaborazione con Enea, la relativa ingegneria di cella.

La tecnologia MEGA offre diversi vantaggi rispetto alla soluzione tradizionale:
Risparmio effettivo di membrana di circa il 5 ? 10 % con conseguente riduzione dei costi
Processo di lavorazione facilmente industrializzabile: realizzazione di assemblati di grossa area, tranciatura e successiva iniezione della guarnizione

Riduzione del tempo di fabbricazione (iniezione della guarnizione in 15 sec @ 60 C°)
Possibilità di controllo qualità: le singole celle possono essere testate singolarmente prima di essere assemblate nello stack
Semplificazione della manutenzione: è possibile disassemblare lo stack e sostituire i soli elementi danneggiati, senza alcun degrado delle prestazioni
2) Nello sviluppo della tecnologia sono stati individuati materiali per la realizzazione dei componenti dello stack, particolarmente indicati per la produzione industriale a basso costo. In particolare si è messa a punto la tecnologia dei piatti bipolari in materiali compositi a base di grafite, che permettono lo stampaggio ad iniezione dei pezzi, con una conseguente diminuzione di costi
La sinergia fra i diversi aspetti di innovazione tecnologica, mirati da un lato ad un miglioramento delle prestazioni, dall’altro ad una diminuzione dei costi ha permesso di disporre già oggi di una tecnologia di celle a combustibile con buone prestazioni e con costi industriali che facilmente possono scendere sotto i 300 ?/kW.
Tali costi sono da confrontare con un mercato che, pur nella prototipicità dei prodotti disponibili, non vede prezzi inferiori ai 5000 ?/kW.
La collaborazione fra Enea e Roen Est sta ora continuando nell’ottica di realizzare stack e sistemi di potenza crescente, fino a 50 kW.