Gruppo di Ricerca M3ES

M3ES - Multiscale Modelling and Measurement for Energy Systems

Il gruppo M3ES si occupa di analisi, modellazione e sperimentazione di sistemi energetici in senso lato, attraverso n approccio multi-scala: dalla scala atomistica alla scala di prototipo fino a quella di impianto industriale.

Descrizione Attività

1. Linea di ricerca: sistemi elettrochimici e termochimici per l’energia

Obiettivi:

1.1 studio, modellazione e analisi sperimentale di sistemi elettrochimici per la generazione e l’accumulo di energia elettrica (celle a combustibile, batterie, elettrolizzatori);

1.2 studio, modellazione e analisi sperimentale di sistemi termochimici per la conversione di energia (gassificazione di biomasse e residui, processi e cicli termochimici);

1.3 progettazione e realizzazione di impianti di poli-generazione proof-of-concept e demo basati su tecnologie innovative per la produzione di energia e di prodotti ad elevato valore;

1.4 analisi tecno-economica di sistemi innovativi per l’energia. Valutazione ambientale, modelli di business e politiche di diffusione.

2. Linea di ricerca: modellazione e analisi multi-scala

Obiettivi:

2.1 studio e modellazione multi-scala di fluidi nano-ingegnerizzati e/o nano-confinati per applicazioni termiche (scambio termico, accumulo di calore ed applicazioni solari) e biomedicali (diagnostica per immagini e ablazione termica di neoplasie);

2.2 modellazione e analisi sperimentale di soluzioni micro- e nano tecnologiche innovative per raffreddamento di elettronica e conversione termica efficiente dell’energia solare.

3. Linea di ricerca: termodinamica dei biosistemi

Obiettivi:

3.1 analisi termodinamica dei sistemi biologici per la comprensione del differente utilizzo di energia da parte di cellule sane e cancerose;

3.2 valutazione degli scambi energetici cellulari, fenomeni di trasporto ionici e massici. Processi collettivi cellulari e fenomeni macroscopici (tensione superficiale di membrana, variazioni di pH).

4. Linea di ricerca: modellazione e ottimizzazione di impianti energetici

Obiettivi:

4.1 analisi exergo-economica di sistemi energetici. Diagnosi e prognosi. Ottimizzazione multi-obiettivo.

5. Linea di ricerca: modellazione per l’ingegneria antincendio

5.1 modellazione multi-scala di fenomeni di incendio.

Laboratori

• Laboratorio di “Synergies of Thermochemical and Electrochemical Power Systems” (STEPS) - Responsabile Prof. M. Santarelli. Descrizione: sviluppo e caratterizzazione di dispositivi elettrochimici e termochimici per la produzione e accumulo di energia (fuel cells, batterie, elettrolisi, gassificazione, ciclo redox)
• Laboratorio Reti e Tecnologie Energetiche. Responsabile sezione FTI: Prof. M. Santarelli. Descrizione: sviluppo e caratterizzazione di dispositivi di accumulo di energia per le smart grid (redox flow battery, Li-ion battery, power-to-gas)
• Laboratorio dispositivi di scambio termico. Responsabile: Prof. Pietro Asinari. Descrizione: Sviluppo nuovi dispositivi di scambio termico convettivo e conversione termica dell’energia solare.
• Laboratorio dispositivi di accumulo termico. Responsabile: Dr. Eliodoro Chiavazzo. Descrizione: Caratterizzazione materiali adsorbenti, progettazione e test di dispositivi per accumulo termico;
• Multi-Scale Modeling Laboratory (SMALL-lab)
• Sistemi elettrochimici e termochimici (LAQ INTESE)
• Reti Energetiche Intelligenti (Presso Laboratorio Codegone)

Collaborazioni

• MIT (USA);
• Imperial College (UK);
• Università di Princeton (USA);
• Houston Methodist Research Insititute (USA);
• Italian Institute of Technology –IIT (sedi di Torino e Genova);
• ETH (CH);
• PSI (CH);
• Università di Kyoto (J);
• Università di Brescia;
• NTU (SGP);
• Riso, DTU (DK);
• KTH (SE);
• EPFL (CH);
• EIFER (D);
• Università di Delft (NL);
• Università di Monaco (D)
• VVT (FI)
• Università di Saragozza (ES)
• Collaborazione con Laboratorio di biochimica del reparto di Gastroenterologia dell'Università di Torino, Città della Salute.
• Collaborazione con Device Research Laboratory (DRL), Mechanical Engineering Department at the Massachusetts Institute of Technology (MIT).
• Harvard Medical Centre – Harvard University (USA)

Leader

• BORCHIELLINI ROMANO

Permanent staff

• ASINARI PIETRO
• CHIAVAZZO ELIODORO
• DRAGO DAVIDE
• FASANO MATTEO
• FERRERO DOMENICO
• GANDIGLIO MARTA
• GUELPA ELISA
• LANZINI ANDREA
• LEONE PIERLUIGI
• LUCIA UMBERTO
• PAPURELLO DAVIDE
• SANTARELLI MASSIMO
• VERDA VITTORIO