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Studio inerente nuove configurazioni di cella per batteria al piombo

Test di caratterizzazione chimico-fisica ed elettrochimica in configurazione batteria dei materiali anodici preparati con additivi studiati ad hoc e sintetizzati per electrospinning.

Stato dell'arte sulla tecnologia batteria al piombo e proposta di nuova attività di ricerca inerente l'ottimizzazione di "nuove configurazioni di elettrodo" basati su "additivi" anodici e catodici, alternativi ai materiali usualmente impiegati, finalizzata al miglioramento delle prestazioni della batteria.

L’edilizia è uno dei settori più rilevanti in termini di produzione di ricchezza e di occupazione, ma è anche responsabile di significativi consumi di risorse naturali e impatti ambientali. Si stima, infatti, che nell’Unione Europea l’edilizia sia responsabile del 50÷60% del consumo di risorse naturali, e tali percentuali sono destinate ad aumentare senza l’avvio di strategie e azioni orientate alla riduzione dei consumi di combustibili fossili e alla promozione delle risorse rinnovabili. Per migliorare l’eco-profilo del settore edile, la riduzione del consumo di risorse e la minimizzazione degli impatti ambientali negli ultimi anni costituiscono gli obiettivi principali da perseguire nella progettazione e nella costruzione di edifici sostenibili. In particolare tra gli operatori del settore emerge ormai con chiarezza la consapevolezza che la concreta applicazione dei principi dell'economia circolare a un forte percorso di decarbonizzazione del settore edile necessita di un approccio Life Cycle Thinking, corredato dell'impiego della metodologia Life Cycle Assessment (LCA). L’applicazione della metodologia LCA al settore delle costruzioni può dunque rappresentare un utile strumento per valutare, secondo un approccio esaustivo e scientificamente affidabile, l’eco-profilo di edifici e materiali da costruzione. Attualmente il mercato editoriale nazionale offre pochi titoli su queste tematiche, ed in particolare non è presente un testo organico sulla LCA applicata all’edificio che includa una estesa e rigorosa trattazione metodologica paragonabile a quella riportata in questo volume. Scritto a più mani da alcuni tra i massimi esperti nazionali del settore, affronta in due distinte parti la tematica. I capitoli iniziali trattano infatti le fasi metodologiche della LCA, con riguardo in particolare alla definizione dell'obiettivo e del campo di applicazione dello studio, all'analisi di inventario, alla valutazione degli impatti e all'interpretazione dei risultati. Nella seconda parte sono invece illustrati molteplici applicazioni della LCA all’edificio e ai materiali e alle tecnologie impiegati nella realizzazione degli edifici. Nella stesura dei capitoli applicativi l'approccio seguito è comunemente caratterizzato da un marcato rigore scientifico e da una chiara illustrazione dei limiti del metodo e delle assunzioni effettuate negli studi sviluppati.

I sistemi “edificio-impianto” di nuova costruzione, caratterizzati da migliori prestazioni energetiche, stanno riducendo sensibilmente gli impatti energetico-ambientali connessi alla loro fase d’uso. Per quantificare i costi energetici ed ambientali necessari ad ottenere tali prestazioni è necessario l’utilizzo di un approccio integrato alla progettazione, che coinvolga sia una simulazione termofisica della fase d’uso, che uno studio di Life Cycle Assessment (LCA) applicato all’intero ciclo di vita dell’edificio. L’articolo presenta un componente informatico innovativo integrato in ambiente TRNSYS che permette di integrare uno studio LCA di un edificio alla simulazione termofisica, in accordo alla normativa UNI EN 15978. Il componente è stato applicato alla modellizzazione LCA di un edificio ad energia netta zero e validato utilizzando i risultati di un'analisi LCA dettagliata dello stesso edificio, ottenendo scostamenti inferiori all’1%.

Introduzione: I pazienti affetti da psoriasi e artrite psoriasica in trattamento con farmaci antagonisti del Tumor Necrosis Factor-alfa (TNF-alfa) sono soggetti ad un maggiore rischio di riattivazione di infezione tubercolare latente (ITBL). In questi pazienti l’utilizzo del test QuantiFERON-TB Gold In-Tube (QFT-IT; Cellestis, Australia) è raccomandato per lo screening prima e durante la terapia. Scopo dello studio è stato valutare la performance del test in questa popolazione. Metodi: Sono stati valutati 182 pazienti affetti rispettivamente da psoriasi (n=122), artrite psoriasica (n=54) o entrambe (n=6) e sottoposti al test QFT-IT nel periodo gennaio 2011-luglio 2012; di questi 118 (65%) erano in screening pre-trattamento e 64 (35%) sono stati monitorati nel corso della terapia con anti-TNF-alfa. Risultati: Nella popolazione in studio 116 (64%) erano maschi, l’età media era 51±15.1 anni (range 13.4-85 anni). Il test QFT-IT era positivo in 19 (10.4%) soggetti, negativo in 162 (89.1%), e indeterminato in 1 caso (0.5%). Non si è riscontrata una differenza statisticamente significativa nei pazienti con psoriasi ed artrite psoriasica (p=0.132). I valori di IFN-gamma prodotti in risposta al mitogeno sottratto del background sono risultati maggiori di 10 UI/ml nell’81% dei pazienti in screening e nel 92% dei pazienti in terapia. Conclusioni: Questi dati preliminari dimostrano la buona performance del test QFT-IT per lo screening e il monitoraggio di ITBL nei pazienti affetti da psoriasi e artrite psorisiaca. Infatti il test risulta essere raramente indeterminato in questa popolazione e la risposta al mitogeno del test QFT-IT non è condizionata dal trattamento con i farmaci anti-TNF-alfa.

Rapporto tecnico relativo alle attività svolte per FIAMM dal 16/07/2009 al 15/07/2010

Sintesi

Le nuove tecnologie energetiche consentono un impiego ottimale delle fonti rinnovabili di energia in linea con la sostenibilità ambientale, ma la maggi or parte di esse risente di problemi che, stante l'attuale tecnologia di ge nerazione centralizzata, non ne permettono l'auspicabile diffusione. Inoltre la scarsa portata delle reti di distribuzione esistenti, insieme alla loro vetustà e alla loro assenza al di fuori delle aree urbanizzate peggiora il quadro generale. In un scenario energetico coerente con gli obietti vi di sviluppo e sostenibilità economica e sociale, la generazione dovrebbe in modo preferenzi ale partire da fonti energetiche rinnovabili, indipendentemente dalla loro natura (eolica, solare, ecc.). La genera zione non centralizzata, con reti di distribuzione delocalizzate rispetto ai centri di consumo (città, si ti industriali, ecc.) e capaci di trasportare anche quantità di energia notevoli (si pensi ai picchi di gener azione in cui concorrono contemporaneamente più tecnologie) introdurrebbe uno scenario che tende ad una generazione di tipo distribuito, pur restando ancora vincolata a centrali comunque piu ttosto potenti e decentrate, in cui la produzione di energia non sa rebbe più correlata al la domanda. Ne consegue che l'accumulo energetico svolge una funzione indispensabile ed irrinunciabile ne ll'accoppiare la produzione e la richiesta di energia prodotta da fonti rinnovabili. La difficoltà ed i costi necessari a coniugare produzione di energia e rispetto ambientale per i combustibili tradizionali (benzina, gasolio e ancor peggio il carbone) non mette solo in forte crisi la produzione di energia elettrica pe r impieghi stazionari ma soprattu tto il settore dei trasporti, che costituisce una parte fondame ntale dell'intera ec onomia mondiale e di cui l'industria automobilistica rappresenta la parte più importante. Pur considerando il motore a combustione interna - ove opportunamente impiegato (trazione ibrida) - ancora un valido candidato, il costo dei combustibili tradizionali rende già oggi vicini alla competitività alcuni combustibili alternativi, specialmente ove si tenga conto dei costi indiretti correlati all'inquinamento prodotto ed attualmente sostenuti per intero dalla società. L'idrogeno prodotto per elettrolis i con l'impiego di energia da f onti rinnovabili è un combustibile alternativo di alto costo ma che tuttavia è sempre più prossimo alla competitività rispetto a quelli tradizionali e ad oggi rappresenta uno dei pochi - se non l'uni co - capace di coni ugare disponibilità, efficienza e sostenibilità ambientale. L'energia impiegata per effettuare l'elettrolisi sarebbe quella prodotta in eccesso rispetto alla richiesta della re te. In tal modo la generazione di idrogeno non offrirebbe solo la possibilità di generare un com bustibile pulito e bio-compatibile (il risultato della sua conversione è vapore d'acqua), ma anche due importanti vantaggi: l'ac cumulo energetico delle fonti rinnovabili e un fattore di bilanciamento della rete, potendo in tervenire sia come sistema di assorbimento di potenza (fase di elettrolisi) sia come sistema di generazione di potenza quando la generazione di energia da RES (Renewable Energy Sources) non è sufficiente a coprire la richiesta energetica. Il tutto, sempre e co munque senza alcun impatto ambi entale dovuto alla generazione. I recenti studi nel campo della LCA (Life Cycle Analysis) mostrano come anche da questo punto di vista le tecnologie corr elate all'idrogeno (fuel cells, ecc.) consentano non solo una conversione efficiente ma persino un abbassamento dell'energia necessaria a produrre i sistemi e la loro completa riciclabilità (spesso persino la loro riut ilizzabilità) grazie anch e alla non dispersione dei metalli nobili impiegati come catalizzatori.. Essi, già presenti nelle marmitte catalitiche dei veicoli, vengono invece dispersi in atmosfera dalle stesse durante l'uso, con notevoli rischi ambientali ed un costo per il loro recupero tanto alto (filtrazione dell'aria e separazione delle polveri) quanto necessario data la scarsa disponibilità e la pericolosità ambientale di questi elementi. Nel settore dei trasporti il problema del peso e volume occupato dai sistemi di accumulo a bordo dell'idrogeno costituisce ad oggi uno dei maggiori fattori limitanti l'impiego di veicoli a fuel cell. L'attuale normativa, che limita la pressione massima a 350 bar, rende l'autonomia dei veicoli inferiore rispetto ad un veicolo convenzionale. La soluzione ottimale richiederebbe pressioni al di sopra di 700 e fino a circa 1000 bar, ottenendo in questo modo recipienti di volume e peso contenuti, essendo ormai di prossima diffusione serb atoi realizzati con liner metallici rinforzati in fibre strutturali (carbonio, fibre aram idiche, di vetro o miste, ecc.). La convenienza di tali sistemi si scontra tuttavia con la necessità di comprimere il gas a pressioni così alte. Essendo il processo di compressione dei gas un processo altamente oneroso e poco efficiente, un au mento di pressione si traduce immediatamente in un abbassamento de lle prestazioni del combustibile, diminuendo l'energia netta estraibile dallo stesso in quanto una parte impiegata precedentemente per la sua compressione. Pertanto, lo sviluppo di elettrolizzatore ad alta pression e, capaci di operare nel range di pressioni 500-1000 bar, costituisc e una necessità, affrontata presso i costruttori di tali sistemi ma che ad oggi non ha trovato soluzioni diverse al di là della compressione di gas. Si presenta in questo lavoro un approccio capace di coniugare, grazie alle sue caratteristiche operative, la generazione di idroge no da elettrolisi ad alta pressione alla possibilità di recuperare l'ossigeno generato, un prodotto sec ondario ad alto valore aggiunto e di largo impiego, aumentando la redditività del sistema grazie all'inseriment o nella filiera industria le di un nuovo elemento produttivo. La generazione di idrogeno ed ossigeno mediante elettrolisi e sistemi PEM (Polymer Electrolyte Membrane) consente di ottenere una qualità dei prodotti molto alta, di livello normalmente superiore a quello richiesto dalle loro applicazioni, sia che si tratti di impiego nell'autotrazione come combustibile, sia che si tratti di ossigeno a supporto della respirazione umana. Il sistema ipotizzato è composto da un elettrolizzatore operante ad alta pressione su entrambi i lati (anodo e catodo), associato ad un sistema di accu mulo ad alta pressione per l'idrogeno, adatto al rifornimento diretto dei veic oli, ed un sistema di accumulo per l'ossigeno, capace di riempire direttamente le bombole. L'elettrolizzatore è costituito da un sistema PEM pressurizzato, caratterizzato da alta efficienza e assenza di impurità dissolte nei gas prodotti (a parte il vapore d'acqua). Il sistema di accumulo sarebbe inoltre accoppiabile a generatori a fuel cell o motori a combustione interna che impieghere bbero direttamente l'idrogeno e l'ossigeno per produrre nuovamente energia elettrica, calore ed acqua, la stessa ch e verrebbe rifornita all'elettrolizzatore. Si realizzerebbe quindi un sistema operante a ciclo chiuso, dove le uniche immissioni sarebbero l'energia el ettrica generata da fonti rinnova bili e le emissioni il calore e l'energia elettrica generata dalla riconversione dell'idrogeno e ossigeno in acqua. Lo studio si propone quindi di valutare e determinare le condizioni di fattibilità tecnologiche ed economiche per un sistema siffatto, dimostrando inoltre la possibilità dell'impiego di sistemi ad alta efficienza (fuel cell) e basso impatto ambientale (ciclo chiuso).