Welcome to SHINE
What we do
Il progetto SHINE prevede l’integrazione intelligente di due tecnologie di conversione dell’energia solare per produrre elettricità rinnovabile e idrogeno verde in parallelo.
Il risultato finale del progetto sarà un prototipo operante outdoor in modo continuativo per dimostrare la fattibilità della nuova tecnologia. L’obiettivo ambizioso per l’efficienza di conversione solare in elettricità e idrogeno è pari al 21%, un notevole progresso rispetto al valore corrente di circa 15% per la produzione di idrogeno solare.
Our Goals
I partner del progetto svilupperanno un dispositivo dicroico in grado di concentrare la porzione blu-UV dello spettro solare su una cella fotoelettrochimica, appositamente progettata per la produzione di idrogeno tramite foto-elettrolisi dell’acqua, e trasmettere la porzione verde-rossa-IR a un modulo fotovoltaico ad alta efficienza per la produzione di elettricità.
I fotoanodi per la produzione di idrogeno saranno costituiti da ossidi semiconduttori nanostrutturati, ottimizzati per la conversione della radiazione blu-UV. Sia i semiconduttori che i catalizzatori da abbinare ad essi saranno preparati con metodi scalabili utilizzando elementi non critici, con l’obiettivo di definire un processo per il futuro scale-up di fotoanodi economicamente sostenibili.
The Process
Il Work Package 1 prevede lo sviluppo di un dispositivo dicroico in grado di separare la radiazione solare incidente in due porzioni, una delle quali (verderossa-IR) trasmessa su un modulo fotovoltaico ad alta efficienza,
l’altra (blu-UV) concentrata su una cella fotoelettrochimica per la produzione diretta di idrogeno verde.
Il WP2 è dedicato alla fabbricazione dei materiali, componenti e catalizzatori per il comparto anodico della cella fotoelettrochimica; saranno esaminate diverse reazioni di ossidazione, dallo sviluppo di ossigeno alla decontaminazione di inquinanti alla valorizzazione di prodotti derivati da biomasse, al fine di valutare la soluzione economicamente più vantaggiosa.
Il WP3 è dedicato alla fabbricazione di elettrodi e catalizzatori per il comparto catodico della cella fotoelettrochimica dove avviene lo sviluppo di idrogeno. I catodi devono raggiungere una densità di corrente adatta al matching con le fotocorrenti anodiche e non fare impiego di elementi critici, in particolare del platino normalmente utilizzato negli elettrolizzatori convenzionali.
Nel WP4 verrà progettato, realizzato e testato il componente attivo della conversione fotoelettrochimica dell’energia solare in idrogeno, ovvero la cella fotoelettrochimica ottenuta dall’assemblaggio di fotoanodo (WP2) e catodo (WP3) tenendo contro delle caratteristiche spettrali e del fattore di concentrazione del concentratore solare dicroico (WP1).
Nel WP5 verrà attuata l’integrazione di sistema sfruttando i deliverable del WP1 (concentratore dicroico) e WP4 (cella fotoelettrochimica) per realizzare il dimostratore della tecnologia SHINE da installare e validare in ambiente rilevante. Il WP5 comprende l’attività di test e validazione del dimostratore in collaborazione con le aziende coinvolte nel progetto.
Our team
Il CIRI FRAME sviluppa tecnologie innovative per il controllo della qualità ambientale e la gestione delle risorse naturali. Forte dell’esperienza di coordinatore del progetto H2020 CONDOR sui combustibili solari, il team di FRAME (tre Dipartimenti UNIBO) metterà in campo competenze per caratterizzare le proprietà fotofisiche dei fotoanodi, preparare e ottimizzare i catalizzatori, assemblare e testare la cella fotoelettrochimica, e supervisionare la realizzazione e il test del dimostratore.
CIRI FRAME è il coordinatore del progetto e i suoi ruoli comprendono: l’analisi delle prestazioni (foto)elettrochimiche degli elettrodi; la messa a punto di procedure di sintesi e ancoraggio di elettrocatalizzatori; la progettazione e realizzazione della cella fotoelettrochimica per la produzione di idrogeno e misura dell’efficienza STH; la progettazione, l’assemblaggio e la validazione del dimostratore.
Il laboratorio Terra&Acqua Tech di UNIFE include gruppi di ricerca dotati di ampia esperienza nella progettazione e gestione di dispositivi fotonici dicroici a concentrazione, preparazione e caratterizzazione di materiali elettrodici per dispositivi fotoelettrochimici, monitoraggio di processi ed analisi ambientali tramite tecniche analitiche avanzate. Il team di ricerca di Terra&Aqua Tech ha partecipato con successo a un precedente progetto regionale (HPSolar), documentato da diverse pubblicazioni e da una domanda di brevetto relativa all’integrazione modulare di dispositivi fotoelettrochimici e fotovoltaici per il trattamento delle acque.
Il laboratorio T&A Tech è leader del WP1 relativo alla realizzazione del concentratore solare dicroico con modulo fotovoltaico; inoltre sarà responsabile dell’attività di preparazione dei materiali fotoanodici nel WP2, e contribuirà all’assemblaggio e ottimizzazione ottica ed elettrica della cella fotoelettrochimica e del dimostratore integrato, oltre che alla valutazione della stabilità e dell’efficienza di conversione energetica per la produzione di idrogeno solare.
Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) è il più grande ente pubblico di ricerca in Italia: in questo progetto sarà coinvolto l’Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi (IMM), con forte background nella caratterizzazione strutturale avanzata e nella produzione e lavorazione di materiali innovativi come il grafene. Nell’ambito di SHINE, il ruolo di CNR-IMM sarà quello di caratterizzare le proprietà strutturali dei materiali prodotti, e di preparare i catodi ad alta area superficiale a base di carbonio nanostrutturato.
CNR-IMM è il partner responsabile della caratterizzazione delle proprietà strutturali dei materiali prodotti, e della preparazione dei catodi a base di carbonio nanostrutturato come leader del WP3.
MISTER Smart Innovation scrl è un esempio virtuoso di Partnership Pubblico-Privata. È accreditato alla Rete Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna come Laboratorio di ricerca industriale e come Centro per l’innovazione. MISTER mette a disposizione delle imprese il proprio know-how sulle tematiche: sensoristica, intelligenza artificiale e sistemi diagnostici predittivi, tecnologie digitali e immersive. Come gestore del Tecnopolo Bologna CNR, promuove e valorizza la cultura tecnico-scientifica, il trasferimento tecnologico e lo sviluppo di un’innovazione sostenibile. Con l’istituzione della sua divisione interna “Innovation”, che si affianca alla più settoriale “Tech”, MISTER ha potenziato le sue attività di trasferimento tecnologico e di comunicazione e disseminazione, attività fondamentali per permettere l’industrializzazione della ricerca. Nel tempo, MISTER ha consolidato la propria capacità di proporsi come partner organizzativo per eventi di ricerca e innovazione e come gestore delle attività di diffusione e di comunicazione.
MISTER è il partner Responsabile delle attività di diffusione e valorizzazione dei risultati di ricerca verso il tessuto imprenditoriale regionale.
Our team
Incico SpA sviluppa servizi di ingegneria ed EPCM (Engineering, Procurement, e Construction Management). Incico vanta una consolidata esperienza nel settore green e utilizza gli strumenti e le piattaforme più innovative per la progettazione. Impianti di trattamento a protezione dell’ambiente, produzione di energia da fonti rinnovabili, impianti innovativi per la produzione di bioplastiche completamente biodegradabili, sono i campi di applicazione dell’ingegneria multidisciplinare di Incico, una società che guarda e progetta per il futuro.
Eurins – System Integration R&D, fondata nel 1999, sviluppa applicazioni integrate, hardware & software, per la misura, il test e l’automazione, sia per industrie che per laboratori di ricerca. Eurins vanta una consolidata esperienza nella progettazione e realizzazione di soluzioni che implementano le più moderne tecnologie di misura e automazione, con particolare interesse verso banchi prova industriali e applicazioni modulari e personalizzabili per settori R&D.
SINBIOSYS è uno spin-off partecipato dall’Università di Bologna attivo nell’ambito dello sviluppo e della produzione di materiali fotoattivi basati su elementi abbondanti ed eco-compatibili. In particolare, produce nanoparticelle di silicio funzionalizzate che possono avere applicazioni per la conversione dell’energia solare.
News
Grazie ai fondi del Programma regionale del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale, la Regione Emilia-Romagna, con il Bando per progetti di ricerca industriale strategica rivolti…
SHINE è un progetto di ricerca industriale approvato sul “Bando per progetti di ricerca industriale strategica rivolti agli ambiti prioritari della Strategia di Specializzazione Intelligente 2023-2024” all’interno del PR-FESR EMILIA ROMAGNA 2021-2027, Azione 1.1.2 “Supporto a progetti di ricerca collaborativa dei laboratori di ricerca e delle università con le imprese”
