Il progetto G2G – Gas to Graphite amplia il proprio potenziale innovativo attraverso la validazione sperimentale dei materiali a base di grafite ottenuti dal reattore di pirolisi sviluppato da X-nano. Nei laboratori del Centro di riferimento INSTM GISEL, tali materiali sono testati come elettrodi per batterie aprotiche ricaricabili, con l’obiettivo di verificarne le prestazioni e le possibili applicazioni nel settore dell’accumulo elettrochimico dell’energia.
Cosa sono INSTM e il team GISEL-INSTM?
Il Consorzio INSTM (Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali) riunisce 53 università italiane con l’obiettivo di valorizzare, coordinare e mettere in rete le competenze accademiche nel campo della scienza e della tecnologia dei materiali. Nell’ambito del Consorzio operano i Centri di Riferimento INSTM, laboratori distribuiti sul territorio nazionale che, per competenze scientifiche, qualificazione del personale e dotazione strumentale, rappresentano l’eccellenza nei rispettivi settori di ricerca. Tra questi, il Centro di Riferimento GISEL (Gruppo Italiano per lo Studio dei Materiali per l’Accumulo Elettrochimico di Energia) costituisce il principale polo nazionale dedicato alla ricerca e allo sviluppo di materiali avanzati per le tecnologie di accumulo elettrochimico dell’energia. Il team di ricerca GISEL-INSTM coinvolto nelle attività del progetto G2G è composto da scienziati e ricercatori provenienti di Sapienza Università di Roma, dal Politecnico di Torino, dall’Università di Milano-Bicocca e dall’Università di Bologna. Grazie a un approccio multidisciplinare e a una stretta collaborazione scientifica, il gruppo lavora allo sviluppo di processi e materiali innovativi in grado di contribuire alla creazione di una filiera europea più autonoma e sostenibile per la produzione di materie prime critiche, come la grafite, strategica per le tecnologie energetiche del futuro.
La missione di INSTM nell’ambito di G2G è fornire una solida validazione tecnologica alla grafite e ai materiali carboniosi prodotti attraverso i sistemi di pirolisi avanzata sviluppati da X-nano. Il gruppo GISEL-INSTM lavora per trasformare la grafite prodotta in componenti funzionali per sistemi di accumulo elettrochimico di energia: questi materiali alimenteranno le celle delle batterie di prossima generazione. Il lavoro dei ricercatori si concentra sulla caratterizzazione dei materiali nonché nella manifattura e nella progettazione, realizzazione e validazione degli elettrodi. Non si tratta di una semplice sfida tecnologica, ma di un delicato equilibrio tra chimica e ingegneria che abbraccia diverse attività di ricerca avanzata. Le principali attività comprendono:
- Caratterizzazione dei materiali carboniosi: analisi della struttura, morfologia e composizione mediante tecniche di microscopia elettronica, diffrazione, porosimetria e spettroscopia vibrazionale.
- Formulazione degli inchiostri: identificazione di composizioni complesse in cui la grafite è mescolata con leganti e conduttori per creare mescole fluidificate in solventi per la realizzazione di film elettrodici omogenei.
- Architettura dell’elettrodo: ottimizzazione di spessore e porosità per favorire il passaggio della corrente, la bagnabilità dell’elettrodo da parte dell’elettrolita e promuovere la reversibilità dei fenomeni redox all’interfase.
- Sistemi avanzati: validazione dei materiali in batterie secondarie aprotiche al litio, al sodio e allo zolfo mediante test elettrochimici in scala di laboratorio.
L’approccio di INSTM si distingue per la capacità di far dialogare la ricerca scientifica con il settore industriale. In stretta sinergia con i partner Walter Tosto SpA, X-nano e Parco Scientifico e Tecnologico d’Abruzzo, il team lavora all’integrazione dei i materiali innovativi in dispositivi reali. Il percorso di sviluppo del progetto prosegue con la manifattura degli elettrodi in fase avanzata di maturazione tecnologica, avvicinandosi al traguardo di batterie più sostenibili ed economicamente competitive.
