Le potenzialità della simulazione multifisica al servizio dello studio e della progettazione di sistemi di accumulo elettrochimico. Questo il tema del nuovo webinar gratuito firmato COMSOL, in programma il 20 novembre 2024
Le batterie costituiscono una parte importante del moderno sistema energetico globale e sono destinate a svolgere un ruolo di primo piano nella transizione verso l’energia pulita. La loro natura versatile permette un’ampia gamma di applicazioni: dalla mobilità elettrica al settore prettamente energetico servendo progetti su scala utility, accumuli “behind-the-meter” o fornendo accesso all’elettricità in soluzioni decentralizzate e off grid.
In tutti i casi sono necessari sistemi sempre più efficienti, affidabili e performanti, in grado di accompagnare le evoluzioni in corso e quelle future. Come realizzarli? Risponde a questa domanda COMSOL, una delle aziende leader nello sviluppo software di modellazione matematica. COMSOL ha organizzato per il 20 novembre 2024 un nuovo webinar gratuito, dedicato alle potenzialità della simulazione multifisica nella progettazione di batterie e altri sistemi elettrochimici.
Secondo un recente rapporto dell’Agenzia Internazionale dell’Energia, nel 2023 la crescita del segmento batterie ha superato quasi tutte le altre tecnologie pulite. Basti pensare che solo in ambito energetico sono stati installati 42 GW di nuova potenza. Il merito va alla forte riduzione dei costi, alle nuove politiche industriali di supporto e soprattutto all’innovazione avanzata profusa a livello di ricerca e sviluppo.
I risultati appaiono buoni ma, come spiega la stessa Agenzia, dovranno aumentare significativamente da qui alla fine del decennio per consentire al mondo di mettersi in carreggiata verso i target energetici e climatici. Per la precisione la capacità complessiva dell’accumulo energetico dovrà aumentare di sei volte entro il 2030 a livello globale e le batterie elettrochimiche dovranno rappresentare il 90% di questo aumento.
Per ottenere ciò i costi devono scendere ulteriormente ma senza compromettere la qualità e la tecnologia. E’ qui che entra in gioco la simulazione multifisica, strumento di modellazione computazionale in grado di offrire l’approccio più efficiente e rapido alla progettazione.
I software che permettono di studiare simultaneamente differenti aspetti – meccanici, elettrici, termici o chimici – di un sistema simulando gli effetti reciproci della loro interazione offrono diversi vantaggi. A cominciare dalla possibilità di prevedere o convalidare i risultati del mondo reale, evidenziando eventuali criticità e ottimizzando i progetti prima della fase di prototipazione. In tal modo è possibile ottenere prodotti competitivi ed affidabili, riducendo i tempi, la spesa e soprattutto i rischi.
In questo contesto il comparto dell’accumulo elettrochimico non fa eccezione. Quando si tratta di far avanzare ricerca e sviluppo nel mondo delle batterie, modellazione e simulazione regalano un approccio efficiente e a basso costo. Rispondendo alle esigenze di tutte le parti interessate e dei diversi utilizzi finali.
Grazie a processi di modellazione a livello molecolare, microscopico, di cella, di modulo e di pila è possibile ottenere una comprensione unica e approfondita di tali sistemi. Permettendo di indagare e inglobare anche aspetti legati al ciclo di vita (LCA), incluso il processo di estrazione delle materie prime, lo smaltimento e il riciclo dei componenti.
I modelli sviluppati e convalidati permettono ai ricercatori di eseguire esperimenti, di elaborare previsioni, di ottimizzare e controllare il funzionamento delle batterie.
Ad esempio è possibile studiare nuove chimiche per le ricaricabili usando modelli di dinamica molecolare per simularne e prevederne il comportamento nel mondo reale. O anche ottimizzare la progettazione degli elettrodi, dell’elettrolita, del separatore e dei collettori di corrente in una cella elettrochimica per specifiche applicazioni.
La modellazione multifisica regala una profonda comprensione dei meccanismi di base che determinano le prestazioni e la durata delle batterie. E i modelli consentono di effettuare stime quantitative accurate sui limiti della densità di energia e di potenza, valutando l’impatto dei parametri di progettazione e dei materiali, la distribuzione delle reazioni elettrochimiche, la distribuzione della temperatura, i rischi di cortocircuiti e guasti prematuri, la formazione di sottoprodotti nocivi, ecc.
Per conoscere tutte le potenzialità della simulazione multifisica COMSOL ha organizzato un webinar gratuito.
Durante il seminario saranno descritte le tecniche di modellazione offerte da COMSOL Multiphysics® per ottimizzare batterie e altri sistemi elettrochimici. Si tratta di uno dei software di modellazione più avanzati del settore, in grado di simulare progetti, dispositivi e processi in ogni ambito tecnologico.
I partecipanti potranno osservare come sia possibile simulare l’operatività delle batterie con cicli di utilizzo arbitrari e aggiungere la modellazione di fenomeni di degrado; e come investigarne le caratteristiche tramite studi di spettroscopia di impedenza, studiarne la chimica e il trasporto o generare modelli circuitali.
Il webinar COMSOL mostrerà anche come determinare stress meccanici e come accoppiare studi di gestione termica, per progettare sistemi di raffreddamento ed evitare la fuga termica ( thermal runaway).
L’appuntamento è aperto a tutti e fissato per mercoledì 20 novembre alle 14.30. Sarà possibile vedere dal vivo il software COMSOL Multiphysics® in azione e i tecnici dell’azienda risponderanno a tutte le domande in diretta.
Per informazioni e per registrarsi: https://www.comsol.it/c/g6dl
