Batterie o fuel cell? La risposta di Nemesys è la batteria ibrida
Un nuova promettente alternativa nata dall’ibridazione di più tecnologie sviluppate dalla Startup Innovativa NEMESYS si propone di aprire nuovi orizzonti per l’energia alla base dell’economia del futuro.
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Il settore delle tecnologie legate all’accumulo di energia sta divenendo sempre più cruciale nell’ambito della de carbonizzazione dei sistemi energetici grazie allo sviluppo della mobilità elettrica e per un modello energetico basato sulle energie rinnovabili, distribuito e intelligente e rappresentano ancora l’elemento critico del sistema che occorre meglio sviluppare.
Il banco di prova più importante per i sistemi di accumulo è indubbiamente quello della mobilità, dove a tali sistemi sono richieste prestazioni e facilità d’impiego, comparabili a quelle dei veicoli equipaggiati con i tradizionali motori endotermici.
Nei nuovi scenari commerciali delle tecnologie di accumulo di energia le batterie al litio, che riescono ad oggi a garantire le prestazioni più elevate in termini di densità di energia e quindi di capacità di accumulo per unità di peso, si contendono i nuovi scenari con le tecnologie legate alle celle a combustibile (Fuel-cell) e quindi alle tecnologie legate al vettore energetico idrogeno che consente di avere minori pesi e velocità di rifornimento come per i mezzi alimentati a benzina, gasolio, GPL o metano.
Proprio dalla sintesi di questi due ambiti di ricerca: quello delle Batterie dai pesi più contenuti e a ricarica più rapida ; e quello delle fuel cell più efficienti e sicure; è stata sviluppata un terzo filone con una nuova tecnologia più evoluta che è stata ora brevettata a livello internazionale da una nuova startup innovativa toscana: la NE.M.E.SYS. Srl (NEw Mobility Electric SYSstem), nata dall’idea originale di un imprenditore toscano, pioniere del fotovoltaico italiano come Marco Matteini e da uno staff di ricercatori già sviluppatori di numerosi brevetti ed esperienze condotte nell’ambito della ricerca sulle batterie, sulle fuel cell, sugli elettrolizzatori per la produzione dell’idrogeno puro e nei sistemi di stoccaggio dell’idrogeno a bassa pressione per renderne l’uso più sicuro e meno costoso da gestire.
NEMESYS è nata infatti per brevettare e sviluppare una tecnologia innovativa costituita da una nuova tipologia di dispositivo elettrochimico, dedicato principalmente al settore dell’automotive, più evoluto sia rispetto alle batterie al litio, sia rispetto alle tecnologie legate alle celle a combustibile.
Cuore del nuovo brevetto è stata la realizzazione di un prototipo di “fuel-cell ibrida” dalle caratteristiche uniche, dal momento che:
- incorpora al suo interno lo storage dell’idrogeno;
- possiede una alta velocità di ricarica;
- possiede prestazioni più elevate ed è più sicura rispetto alle attuali fuel-cell;
- collegata alla rete elettrica è in grado si autoprodurre l’idrogeno al suo interno tramite elettrolisi.
Il progetto di NEMESYS ha preso spunto dall’analisi dell’evoluzione del mercato della mobilità elettrica e dalle criticità che ne ostacolano l’affermazione. Sulla scorta di maturate esperienze interdisciplinari nell’ambito delle tecnologie delle energie rinnovabili, nello sviluppo di nuovi tipi di batterie, nella produzione di dispositivi e sistemi utili all’avvento dell’economia dell’idrogeno, il tema di ricerca di NEMESYS ha individuato una soluzione innovativa costituita da un dispositivo elettrochimico, diverso sia dalle batterie ricaricabili che dalle fuel-cell, in grado di riassumerne i pregi, superandone nel contempo i limiti.
Gli attuali sistemi di generazione dell’energia elettrica “on board” per l’alimentazione di veicoli elettrici, ovvero batterie e fuel cell, rappresentano l’elemento ancora tecnologicamente non adeguato, a causa dei lunghi tempi di ricarica nel caso delle batterie e della mancanza di stazioni di rifornimento di idrogeno oltre al non soddisfacente livello di sicurezza delle bombole di stoccaggio dell’idrogeno ad alta pressione (700 – 1000 bar) per le fuel-cell. Tali criticità limitano la diffusione su vasta scala dei veicoli elettrici e per questo NEMESYS ha sviluppato una nuova tecnologia proprietaria diversa da entrambe, che ne somma i pregi, migliorandone alcune specifiche caratteristiche.
Con la nuova tecnologia messa a punto sarà possibile alimentare mezzi di trasporto elettrici garantendo un’ autonomia superiore alle batterie al litio, una maggiore rapidità di rifornimento, e pesi inferiori, mentre rispetto ai mezzi equipaggiati a fuel-cell avremo una maggiore efficienza energetica, una maggiore sicurezza e la possibilità di rifornire/ricaricare gli autoveicoli anche con una comune presa elettrica.
Gli elementi di svolta della soluzione NEMESYS rispetto alle tecnologie attualmente disponibili risultato dell’evoluzione e della sintesi dei due diversi filoni esistenti (Batterie e Fuel-Cell), possono essere riepilogati nei seguenti vantaggi:
- maggiore velocità di ricarica;
- minore peso;
- minore ingombro;
- maggiore Sicurezza;
e specificamente rispetto alle fuel-cell:
- maggiore efficienza
- maggiore sicurezza
- minore dipendenza dalle infrastrutture di ricarica
In particolare, lo stoccaggio dell’energia all’interno del dispositivo sia tramite iniezione di idrogeno a bassa pressione sia mediante possibilità di autoproduzione di idrogeno tramite alimentazione elettrica, consente la realizzazione di dispositivi sicuri, ricaricabili in maniera ultrarapida e senza necessariamente dipendere dalla rete di distributori di idrogeno, dal momento che, in mancanza di impianti di distribuzione di idrogeno, il dispositivo è in grado di autoprodurlo mediante collegamento alla rete elettrica.
Attualmente nei laboratori NEMESYS, all’interno dell’Incubatore Tecnologico di Pontedera, sono stati realizzati alcuni prototipi funzionanti ed è stata ottenuto il brevetto italiano (n. 102016000038574) e il riconoscimento internazionale PCT (PCT/IB2017/052075 – “Rechargeable electrochemical device for producing electric energy”) pubblicato recentemente sul sito del WIPO (World Intellectual Property Organization) il 19 ottobre scorso (link):
I prossimi sviluppi futuri di Nemesys (2018-2020), prevedono l’accesso sul mercato come una “Intellectual Property Company” per collocare il brevetto e offrire assistenza sulla tecnologia offerta in licenza a produttori di fuel-cell e/o industrie automobilistiche, dietro il pagamento di royalties. Questo consentirà di condividere il rischio d’impresa con operatori industriali (i licenziatari), sfruttando i loro rapporti commerciali già avviati, potendo così raggiungere prima il mercato.
Parallelamente a questo saranno sviluppate Joint Venture verticali per l’implementazione della tecnologia in settori diversi da quello dell’automotive (trasporto pesante, settore ferroviario, nautica, aeronautica e aerospaziale).
Dando un rapido sguardo al contesto di mercato nel quale la nuova tecnologia si inserisce, i concorrenti sono rappresentati dagli attuali produttori di fuel cell (Ballard Power Systems, Bloom Energy, Nuvera Fuel Cells, SFC Energy, etc.) e dai produttori di batterie al litio per il mercato automotive (Panasonic, Samsung, LG Chem, BYD, etc.). Tuttavia, avendo Nemesys sviluppato un prodotto veramente innovativo e ottenendo una tutela brevettuale a livello internazionale, è plausibile che la sua fuel cell ibrida, espressione di una tecnologia “disruptive”, in grado cioè di cambiare gli attuali paradigmi, possa diventare la killer application del settore.
Un invito a tutti i lettori a votare la startup NEMESYS quale finalista del concorso MCE4x4 2018 del gruppo – SUPERCLEANTECH: Link per votare
Info e contatti: marco.matteini@nemesysenergy.com
Sauro Secci
