Politecnico Milano EN-lab laboratorio energia. 6.000 m2, distribuiti su 4 livelli, dedicati alle attività del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano (DENG).
Il nuovo edificio-laboratorio, che fa parte del Campus Bovisa, sorge in Via Lambruschini. L’inaugurazione si è tenuta alla presenza della Rettrice Donatella Sciuto, del Direttore di Dipartimento Giovanni Lozza, dell’Assessora all’Ambiente e Verde del Comune di Milano Elena Grandi e dell’Assessore all’Ambiente e Clima della Regione Lombardia Giorgio Maione.
EN:lab è il risultato di una innovativa visione integrata di spazi di lavoro, di ricerca e condivisione ed è inserito nell’ambito della rigenerazione urbana dell’area milanese di Bovisa-Goccia-Villapizzone.
L’aspetto più innovativo di EN:lab è che l’edificio stesso è un laboratorio in quanto progettato con soluzioni innovative per una gestione energetica efficiente ed integrata.
Caratteristiche di EN:lab
L’edificio dispone di una ampia superficie dedicata alla produzione fotovoltaica, con 300 moduli di silicio monocristallino per una potenza di picco di oltre 100 kW. L’energia termica e frigorifera è fornita da due pompe di calore reversibili ad aria ad alte prestazioni e a basso impatto ambientale, con previsione di collegamento alla futura rete di teleriscaldamento del Campus. Non sono presenti sistemi a combustione, quindi è a zero emissioni dirette.
EN:lab, inoltre, minimizza i fabbisogni di energia perché è dotato di superfici vetrate che, oltre ad avere elevate caratteristiche di isolamento termico/acustico e massima protezione passiva dalla radiazione solare, costituiscono la base di un sistema di gestione «attivo e responsive». Infatti, 70 kit di sensori raccolgono ed elaborano i dati ambientali e climatici, consentendo di ottimizzare in tempo reale le performance dell’involucro e degli impianti, creando le migliori condizioni negli ambienti interni per l’efficientamento energetico e per il comfort e il benessere delle persone.
“È all’insegna della sostenibilità che prenderà vita la nuova Bovisa. Qui troveranno spazio infrastrutture che, a partire da EN:lab rappresentano non solo soluzioni innovative dal punto di vista energetico e ambientale, ma soprattutto ambiti di sperimentazione all’avanguardia per la ricerca di frontiera. – Afferma Donatella Sciuto, Rettrice del Politecnico di Milano – Abbiamo al nostro fianco le istituzioni e le imprese che credono nella capacità dell’università di apportare un cambiamento significativo su temi di punta che segneranno il futuro del territorio, della città di Milano e del suo indotto.”
“EN:lab è un esempio concreto di come l’innovazione tecnologica possa integrarsi con l’efficienza energetica. Le caratteristiche avanzate dell’edificio non solo migliorano le nostre capacità di ricerca con laboratori dedicati alle più recenti tecnologie per la transizione, ma rappresentano anche un modello di gestione ottimizzata dell’energia. A questo proposito, verrà avviato a breve un ‘progetto flagship’ nell’ambito del piano di sostenibilità dell’Ateneo, che prevede che i flussi di energia siano visualizzati in tempo reale e siano accessibili anche per scopo didattico e di disseminazione.” aggiunge Giovanni Lozza, Direttore del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano.
All’interno di EN:lab
7 laboratori sperimentali su tematiche di frontiera che allargano il contesto di ricerca, come i nanomateriali, le batterie elettrochimiche, le celle a combustibile e gli elettrolizzatori, i dispositivi elettrici per le reti intelligenti, per un totale di 1.600 mq:
– NanoLab – Micro and nanostructured materials
– R-SET LAB – Research for a Sustainable Energy Transition
– PEEMS – Power Electronics, Electric Mobility and Safety
– M2EPS – Measurement lab for electrical systems
– Battery Materials Engineering Laboratory
– MRT Fuel Cell & Battery Lab
– Pro-eStorage Lab (Laboratorio interdipartimentale)
All’interno di EN:lab si trovano anche una Sala Conferenze da 150 posti e due Sale polifunzionali da 128 posti totali, destinati alla condivisione delle conoscenze, alla divulgazione, alla didattica avanzata e innovativa, alla vita collegiale del Dipartimento di Energia.
Infine trovano spazio 6 sale riunioni da 76 posti totali e 44 uffici e open space da 168 postazioni di lavoro in logica di sharing.
I Laboratori di EN:lab
NanoLab – Micro and nanostructured materials
Il laboratorio della Sezione Tecnologie e Processi Chimici e Nanotecnologie, attualmente all’edificio 19 del Campus Leonardo, occuperà il piano interrato di EN:lab (?750 m2) ospitando strumentazione avanzata dedicata alla fabbricazione e caratterizzazione di materiali e superfici alla nanoscala, al fine di studiare la relazione tra la struttura e le proprietà funzionali dei materiali:
– Sistemi per la produzione di materiali, film e superfici nanostrutturati
– Microscopi elettronici e a scansione di sonda
– Caratterizzazioni di proprietà strutturali, vibrazionali, elettroniche, ottiche
– Sistemi per lo studio dell’interazione radiazione-materia
Nello specifico, sono presenti:
– Diversi sistemi per la fabbricazione di materiali: Pulsed Laser Deposition (PLD) con impulsi al ns, PLD con impulsi al fs, magnetron sputtering HiPIMS, evaporatore termico
– Forni per trattamenti termici in atmosfera controllata
– Sistemi di microscopia elettronica: SEM Field Emission con modulo per EDX e STEM
– Sistemi di microcopia a scansione: apparato VT-STM /AFM in UHV, apparato AFM/STM a pressione ambiente
– Sistemi di caratterizzazione di proprietà vibrazionali: due spettrometri Raman per misure in-situ ed ex-situ, spettrometro Brillouin
– Apparato per misure elettriche/Hall
– Sistema UHV integrato per deposizione PLD al ns e caratterizzazione in situ mediante STM/AFM, fornito di evaporatore e sistema per LEED/Auger
R-SET LAB – Research for a Sustainable Energy Transition
Il laboratorio della Sezione Elettrica è dedicato allo studio sperimentale e allo sviluppo di sistemi di Power Electronics per Generazione, Accumulo elettrochimico, Power Quality, Custom Power e Load Management, sia per applicazioni industriali specifiche che per l’utilizzo in reti di distribuzione in BT come Smart e Micro Grid.
È attivo nel campo illuminotecnico con l’analisi e lo sviluppo di apparecchi per l’illuminazione in ambiente ATEX realizzati con nuove tecnologie a LED e nel settore della Power Quality attraverso la realizzazione e la verifica di dispositivi elettronici in bassa tensione atti al miglioramento della qualità della forma d’onda della tensione e alla riduzione dei disturbi della corrente. Ulteriori aspetti che vengono studiati sono relativi alla generazione elettrica di piccola taglia (in particolare impianti fotovoltaici), ai sistemi di accumulo e all’utilizzo efficiente dell’energia (applicazioni magnetiche). Le attività svolte hanno permesso il deposito e la successiva cessione di oltre 20 brevetti.
M2EPS – Measurement lab for electrical systems
Il laboratorio della Sezione Elettrica è dedicato alla caratterizzazione dei materiali, la diagnostica non invasiva e il monitoraggio di componenti e sistemi elettrici di potenza. Verranno studiati e sviluppati:
– Sistemi per il monitoraggio della distribuzione elettrica nelle aree urbane e negli edifici
– Sistemi per la caratterizzazione di materiali e componenti elettrici
– Sistemi di prospezione elettrica per la diagnostica non invasiva
PEEMS – Power Electronics, Electric Mobility and Safety
Il laboratorio della Sezione Elettrica ha carattere multidisciplinare e avrà l’obiettivo di svolgere attività di ricerca nell’ambito dei sistemi elettrici di potenza con particolare riguardo a:
– Sistemi Elettrici per la Mobilità
– Sistemi di accumulo dell’energia elettrica
– Convertitori elettronici di potenza
– Sicurezza elettrica
Battery Materials Engineering Laboratory
Il laboratorio della Sezione Tecnologie e Processi Chimici e Nanotecnologie, che ha iniziato le proprie attività nel Gennaio 2020 ed è attualmente operativo presso B18, sarà collocato al primo piano di EN:lab (388 m2) e ospiterà attrezzature per fabbricazione di materiali ed elettrodi per batterie, loro caratterizzazione e studio elettrochimico e spettro-elettrochimico, assemblaggio e prova di celle, utilizzando apparecchiature elettrochimiche avanzate per applicazioni in scienza dei materiali ed elettroanalitica. Strumentazione:
– Sistemi per la produzione di materiali per anodi, catodi ed elettroliti per tecnologie litio e post-litio
– Attrezzatura per la fabbricazione di elettrodi
– Dispositivi per l’assemblaggio di singole celle (coin cell, split cell strumentate, pouch cell, batterie metallo-aria)
– Misure elettrochimiche statiche, dinamiche e fluidodinamiche
– Caratterizzazioni in operando di proprietà strutturali, vibrazionali, ed elettroniche di elettrodi
Pro-e- Storage Lab
È un nuovo laboratorio interdipartimentale supportato da Regione Lombardia per lo sviluppo e la prototipazione di soluzioni innovative per celle a combustibile polimeriche, elettrolizzatori, batterie a flusso, batterie agli ioni-litio. E’ sito al piano terra dell’edificio EN:lab (?150 m2 ).
Le soluzioni innovative comprendono:
– Materiali e catalizzatori
– Architetture e geometrie di celle
– Alimentazione dei reagenti
– Controllo temperatura
– Balance of Plant
– Sensori e diagnostica
I 5 Dipartimenti coinvolti sono: Energia; Meccanica; Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”; Elettronica, Informazione e Bioingegneria; Scienze e Tecnologie Aerospaziali.
MRT Fuel Cell and Battery Lab
Il laboratorio della Sezione Ingegneria Termica e Tecnologie Ambientali, è situato al primo piano dell’edificio EN:lab (?250 m2 ) ed è dedicato allo sviluppo di dispositivi elettrochimici per la conversione dell’energia. In particolare, sono svolte analisi sperimentali e modellistiche di fenomeni di trasporto al fine di:
– Ampliare la comprensione di fenomeni critici
– Sviluppare tecniche sperimentali innovative
– Ideare e progettare componenti innovativi
– Sviluppare strategie di funzionamento per l’ottimizzazione delle prestazioni e la mitigazione della degradazione
Il laboratorio è dotato di sistemi di misura allo stato dell’arte per la caratterizzazione della prestazione e della degradazione di dispositivi elettrochimici, comprensivi delle più avanzate tecniche elettrochimiche di diagnosi, applicate anche a livello locale (CV, EIS, segmented cell) e in ambiente controllato (camere climatiche).
Le tecnologie maggiormente investigate sono le celle a combustibile polimeriche, le batterie agli ioni di litio e le batterie a flusso.
