Dipartimento Tecnologie Energetiche

Ingegneria Processi e sistemi per l’Energia

Laboratorio Ingegneria dei Processi e dei Sistemi per L’Energia – DTE-PCU-IPSE

Il Laboratorio svolge attività di ricerca principalmente finalizzate allo sviluppo di tecnologie, metodologie e processi per:

  • la sostenibilità economica ed ambientale dell’utilizzo delle fonti fossili per la produzione di energia elettrica ‘low carbon’ e per una loro efficace integrazione con gli impianti basati su fonti rinnovabili non programmabili (eolico, fotovoltaico), al fine di garantire la sicurezza e stabilità della rete elettrica;
  • la decarbonizzazione e riduzione dei costi energetici dell’industria altamente energivora nell’ottica dell’applicazione dei paradigmi di ‘economia circolare’ e ‘simbiosi industriale’;
  • la valorizzazione della CO2 producendo metano, combustibili sintetici e chemicals, anche per lo sfruttamento del surplus di energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili.

Per tali finalità, il Laboratorio sviluppa sistemi e cicli energetici avanzati, progetta e conduce attività sperimentali su impianti propri o di partner, sviluppa ed applica sistemi diagnostici e di monitoraggio e controllo innovativi, nonché modellistica di processo e di componente per la simulazione stazionaria e dinamica di sistemi reattivi e non. Inoltre, data la presenza di qualificate competenze nel campo della fotonica, sviluppa, progetta, realizza e caratterizza sistemi e componenti ottici basati sulla tecnologia dei film sottili, che applica in settori diversificati, dal settore civile a quello energetico, all’aerospazio.

Le principali attività riguardano:

  • sviluppo e messa a punto di cicli termodinamici di potenza ad elevata performance in termini di efficienza, densità di potenza e flessibilità di carico e combustibile, finalizzati alla generazione stazionaria (cicli EGR, cicli a S-CO2) ed alla propulsione;
  • sperimentazione e simulazione di processi energetici complessi;
  • sviluppo, sperimentazione e trasferimento di tecnologie avanzate (tecnologie CCUS) per la de-carbonizzazione del settore energetico e dell’industria ‘energy intensive’, quali l’industria cementiera, siderurgica e petrolchimica anche pensando a soluzioni orientate all’applicazione di paradigmi di ’economia circolare’ e  ‘simbiosi industriale’  con il settore energetico;
  • sintesi, caratterizzazione e sperimentazione di materiali (sorbenti, solventi, membrane) e catalizzatori innovativi per la cattura della CO2 in pre e post combustione e per la valorizzazione della CO2 catturata;
  • sviluppo di processi di produzione e trattamento di metano da processi di gassificazione di biomasse/carbone, di processi catalitici innovativi per la produzione di combustibili sintetici e chemicals, integrabili con fonti rinnovabili in applicazioni PowerToGas o PowerToPower;
  • sviluppo e applicazione di codici di calcolo avanzati per la simulazione stazionaria e dinamica, attraverso metodologie LES (Large Eddy Simulation) e DNS (Direct Numerical Simulation), di processi termo-fluidodinamici e chimici;
  • sviluppo e applicazione di metodi non invasivi per la diagnostica ottica ed il controllo di processi combustivi, specialmente orientati all’individuazione di fenomeni precursori di instabilità termoacustiche in combustori per impianti turbo-gas;
  • progettazione, sviluppo e caratterizzazione di componenti ottici a film sottile e di dispositivi ottici e optoelettronici per applicazioni in differenti settori tecnologici tra cui sistemi laser, sistemi di monitoraggio ambientale, apparati di misura remoti e per il settore aerospaziale.