PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE (PRIN) - BANDO PRIN 2022
PROGETTI FINANZIATI - UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE
Acronimo Prin2022_Perna_LYRICA
ID Progetto 2022M7BHN7
Titolo Progetto Liquid hydrogen carriers as sustainable fuels for innovative energy systems configurations in the maritime sector
Responsabile Scientifico locale PERNA - Alessandra
Programma di finanziamento PRIN 2022
Ente finanziatore MIUR
Ruolo responsabile Partner
Finanziamento totale del progetto
249.084,00_€
Finanziamento per UNICAS
110.713,00_€
ID CALL PRIN_2022
Abstract Progetto LYRICA mira a studiare, progettare e analizzare sistemi di propulsione marina innovativi, basati su motori modificati e celle a combustibile alimentate da trasportatori di idrogeno liquido. Ammoniaca e metanolo sono stati selezionati tra i trasportatori di idrogeno perché sono particolarmente interessanti grazie alla loro buona densità energetica volumetrica e bassa pressione di stoccaggio, oltre a consentire soluzioni di trasporto più semplici e praticabili per lo sfruttamento dell'idrogeno nel settore marittimo. Le attività di ricerca saranno dedicate a valutare l'uso di questi carburanti direttamente per alimentare celle a combustibile a ossido solido e motori marini modificati, e indirettamente mediante la loro conversione in un gas ricco di idrogeno per alimentare celle a combustibile a membrana scambiante di protoni. L'uso indiretto di questi carburanti sarà possibile introducendo un nuovo reattore catalitico multifuel elettrificato che può essere facilmente integrato con le tecnologie di alimentazione proposte ed è particolarmente adatto per le applicazioni marittime. In questa proposta, le attività di ricerca saranno svolte sia a livello di componente, mediante indagini numeriche ed sperimentali, sia a livello di sistema mediante approcci numerici. Le simulazioni riguarderanno i motori marini, le unità di celle a combustibile e i sistemi di trattamento del carburante. Modelli 1D-3D saranno sviluppati per prevedere le prestazioni dei motori marini modificati alimentati con ammoniaca e metanolo, in termini di sviluppo della combustione all'interno del cilindro, andamento della pressione media indicata ed emissioni di NOx. Modelli di celle a combustibile saranno sviluppati implementando le equazioni elettrochimiche che descrivono il comportamento delle celle a combustibile, in codici termochimici appositamente costruiti per eseguire bilanci di massa ed energia. La modellazione del processo di elaborazione del carburante sarà effettuata considerando sia modelli di equilibrio che cinetici. Le attività sperimentali si concentreranno sull'uso dell'ammoniaca e in particolare su i) un piccolo motore a accensione comandata alimentato ad ammoniaca, ii) pile di celle a combustibile PEMFC di piccola scala alimentate con miscele di N2/H2 e tracce di NH3, iii) nuovi reattori catalitici elettrificati per la conversione dell'ammoniaca o del metanolo in idrogeno, basati su catalizzatori strutturati con elevata conducibilità termica. I risultati sperimentali consentiranno di convalidare i modelli numerici sviluppati e di valutare le problematiche critiche delle soluzioni tecniche proposte. Gli avanzamenti attesi rispetto allo stato dell'arte e gli aspetti innovativi riguarderanno i) la valutazione dei livelli accettabili di contaminanti per le PEMFC alle tracce di NH3, ii) il potenziamento della conoscenza sul comportamento dell'ammoniaca sia nei motori a accensione spontanea che nei motori a accensione comandata, iii) lo sviluppo di catalizzatori strutturati con portatori riscaldati direttamente elettricamente, iv) la definizione di configurazioni di sistemi energetici adatte per l'uso di ammoniaca e metanolo nelle applicazioni di navigazione. Le sinergie tra i partner e la loro conoscenza già sviluppata in modo multidisciplinare saranno il fattore trainante per il successo di LYRICA.
SOTTO SETTORI ERC
Anno presentazione 2022
Anno Inizio Finanziamento 2023
Anno Fine Finanziamento 2025