ENEA a Nanoinnovation 2026

WS.IV — Technologies for Energy Transition

Workshop Committee: Margherita Moreno, Raffaele Liberatore, Martina Caliano, Maria Luisa Grilli, Nicola Lisi, Umberto Pasqual Laverdura, Daniele Mirabile Gattia, Marco Fortunato, Silvano Del Gobbo.

nanoinnovation2026.eu — WS.IV

Abstract

Il progressivo deterioramento delle condizioni ambientali, a scala locale e globale, è in gran parte determinato dalle attività antropiche, con le emissioni di gas serra — in particolare la CO₂ — tra i principali fattori del cambiamento climatico. Il settore energetico, sia nella produzione sia nei consumi, resta una delle maggiori fonti di queste emissioni, e la crescita continua della domanda energetica globale aggrava ulteriormente la sfida.

La transizione verso sistemi energetici sostenibili e a basse emissioni di carbonio è quindi imprescindibile. Questa transizione richiede non solo lo sviluppo di tecnologie ad alte prestazioni, ma anche la loro sostenibilità economica, scalabilità e integrazione nelle infrastrutture esistenti. In questo contesto vengono studiate soluzioni energetiche avanzate — dalla fusione nucleare alla fotosintesi artificiale, fino ai sistemi elettrochimici di nuova generazione — spesso traendo spunto da processi naturali.

I recenti progressi nei materiali nanostrutturati, nelle interfacce funzionali e nella modellazione computazionale multiscala stanno consentendo miglioramenti significativi nei processi di conversione, accumulo e trasporto dell'energia. Restano tuttavia sfide rilevanti, tra cui la limitata trasferibilità dei risultati di laboratorio su scala industriale (la cosiddetta “valle della morte”) e la necessità di percorsi di produzione economicamente sostenibili.

Inoltre, l'intrinseca intermittenza delle fonti rinnovabili, come solare ed eolico, richiede lo sviluppo di tecnologie di accumulo energetico efficienti, flessibili e scalabili. Soluzioni che spaziano su diverse scale temporali e spaziali — dall'accumulo elettrochimico e termochimico ai sistemi basati sull'idrogeno — sono essenziali per garantire stabilità e affidabilità della rete.

Il workshop si inserisce nell'ambito delle attività ENEA nei programmi di “Ricerca di Sistema Elettrico”, finanziati dal Ministero dell'Ambiente e della Sicurezza Energetica (MASE) e gestiti da CSEA. L'obiettivo è offrire un forum multidisciplinare per presentare e discutere i recenti progressi nelle tecnologie energetiche per la transizione, con particolare attenzione ai materiali e ai processi avanzati per l'accumulo di energia, alla produzione e all'utilizzo dell'idrogeno, alla progettazione supportata da modellazione e all'integrazione delle fonti rinnovabili in sistemi energetici resilienti e sostenibili.

Finanziamento: l'attività è finanziata dagli Accordi di Programma tra ENEA e il Ministero dell'Ambiente e della Sicurezza Energetica (MASE): Progetto 1.2 “Tecnologie per l'accumulo elettrochimico e termico” (PTR 2025-2027, CUP I53C24003300001); Progetto 2.3 “Evoluzione e pianificazione delle reti elettriche” (PTR 2025-2027, CUP I53C24003310001); Progetto 1.6 “Efficienza energetica dei prodotti e dei processi industriali” (PTR 2025-2027, CUP I53C24003340001); Progetto 1.4 “Materiali e dispositivi di frontiera per applicazioni energetiche” (PTR 2025-2027, CUP I53C24003320001).

Sessione ENEA-1: Electrochemical Energy Storage: Strategic Perspectives and the Battery Value Chain

Chair: Mariasole Di Carli

Questa sessione di apertura offre una panoramica dell'attuale scenario dell'accumulo elettrochimico, evidenziando il ruolo strategico delle batterie nel sostenere la transizione energetica, la competitività industriale e la sovranità tecnologica. Vengono affrontate le iniziative di ricerca europee e nazionali, l'evoluzione della catena del valore delle batterie, l'impatto delle materie prime critiche e delle politiche energetiche, e i settori applicativi emergenti che richiedono tecnologie avanzate.

• Margherita Moreno (ENEA) — The European Battery Ecosystem: Current Landscape and Future Perspectives
• Alessandra Di Blasi (CNR-ITAE) — Energy Storage Innovation in Italy: From Conventional Batteries to Next-Generation Technologies through the Ricerca di Sistema Programme
• Omar Perego (RSE) — Strategic Drivers for Battery Development: measures to mitigate critical raw material supply risks
• Grazia Accardo (Leonardo) — Batteries in Aerospace, Defense and Space

Insight session

Giancarlo Tronzano (COMAU) — The Power of Automation — panelista industriale del Premio Scrosati (SEA)

Sessione ENEA-2: Advanced Materials for Sodium-Ion Batteries: From Industrial Perspectives to Electrode Design

Chair: Claudia Paoletti

Le batterie sodio-ione emergono come alternativa promettente e sostenibile alle tecnologie a base di litio, con vantaggi significativi in termini di disponibilità delle risorse, costi e resilienza della filiera. La sessione presenta i recenti progressi nella ricerca sui materiali, dalle prospettive industriali ai catodi a basso contenuto di materie prime critiche, dalle architetture innovative di elettrodi “self-standing” ai materiali anodici di nuova generazione.

• Mark Copley (FAAM) — Industrial Perspectives on Sodium-Ion Batteries: Opportunities, Challenges and Market Drivers
• Andrea Grillo (Università degli Studi Federico II) — Low-CRM Layered Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries
• Concetta Busacca (CNR-ITAE) — Electrospun Self-Standing Cathodes for Sodium-Ion Batteries
• Marco Ambrosetti (RSE) — Anode Materials for Sodium-Ion Batteries: From Hard Carbon to MXenes
• Luca Mesina (Università La Sapienza) — Zeolite-Templated Carbon with Tailored Mesoporosity as a Kinetic Enhancer for Sodium-Ion Batteries

Sessione ENEA-3: Advanced Battery Components: Manufacturing and Functional Materials

Chair: Annalisa Aurora

Le prestazioni, la sicurezza e la sostenibilità delle batterie di nuova generazione dipendono fortemente dallo sviluppo di componenti avanzati e processi produttivi scalabili. La sessione presenta i recenti progressi nelle tecnologie di fabbricazione degli elettrodi, nelle formulazioni innovative di elettroliti e nei materiali sostenibili per separatori.

• Maria Montanino (ENEA) — The Role of Materials Interactions in multicomponent Ink Formulation for Gravure Printed high energy Cathodes
• Andrea Gentile (Université de Montpellier) — Role of Salts in DME-based Electrolytes on First Lithium Formation and Interface Stability within zero-excess battery configuration
• Myriam D'Alù (Università La Sapienza) — Innovative approaches for reusing valuable materials derived from the recovery of used batteries: from material to system
• Sara Bergamasco (Nanofaber) — Electrospun Polymeric Separators: Sustainable Alternatives for Next-Generation Batteries

Sessione ENEA-4: Battery Systems: Testing, Validation and Advanced Applications

Chair: Francesco Vitiello

L'adozione di tecnologie avanzate per le batterie richiede metodologie di test robuste, una valutazione affidabile delle prestazioni e approcci basati sui dati per supportarne la validazione e l'integrazione in applicazioni reali.

• Francesco Serrao (Motus-e) — The Role of Batteries in the Energy Transition: Current Challenges and Future Perspectives
• Natascia Andrenacci (ENEA) — Predictive Algorithms for Battery Diagnostics
• Giosuè Giacoppo (CNR-ITAE) — Parametric Design and CFD Workflow for TPMS-Based Air–Liquid Heat Exchangers for Vanadium Redox Flow Battery Thermal Management
• Andrea Barisone (RSE) — Advanced Diagnostics and Suitability Assessment of Second-Life Battery Modules for Stationary Applications

Young Innovations: Innovative materials for electrochemical applications

Chair: Margherita Moreno, ENEA

La sessione raccoglie i contributi di giovani ricercatori impegnati sui materiali innovativi per applicazioni elettrochimiche, tra accumulo e conversione dell'energia. Dai meccanismi di degradazione nei materiali catodici avanzati e dall'ingegneria delle interfacce per anodi al litio metallico, fino ai materiali catalitici per i processi di reforming, i lavori presentati mostrano come l'innovazione a livello di materiali sia alla base dello sviluppo delle batterie di nuova generazione. La sessione si apre con una relazione introduttiva sulle tecnologie avanzate per le batterie.

• Giovanni Battista Appetecchi (ENEA) — Advanced battery technologies: A perspective overview (keynote)
• Alyssa Mancini (Università Sapienza di Roma) — Understanding Structural and Electrochemical Degradation in Li-Rich Cathodes
• Daniele Stellati (ENEA) — Bi-reforming of methane powered by Induction heating on 3D additively manufactured gamma-alumina monoliths
• Cheikh Reda Bernaoui (Università Sapienza di Roma) — A Metal-Free PEO–LiNO₃ Interlayer for Uniform Lithium Deposition on Bare Copper Current Collectors in Anode-Less Lithium-Metal Batteries

Insight session

Lorenzo Orsini (ALKEEMIA) — Leading the change: An industrial look at innovation strategy — panelista industriale del Premio Scrosati (SEA)

Climate-Resilient Smart Grids: Research and Innovation for the Evolution and Planning of Electrical Networks

Chair: Martina Caliano, ENEA

I crescenti impatti del cambiamento climatico richiedono approcci innovativi per migliorare la resilienza, la flessibilità e la sostenibilità dei sistemi elettrici. La sessione presenta le attività di ricerca e i risultati in corso nell'ambito del Piano Triennale di Realizzazione 2025-2027 del Programma di Ricerca di Sistema Elettrico Nazionale, con focus su pianificazione avanzata delle reti, gestione resiliente al clima, previsioni predittive, ottimizzazione, Digital Twin e integrazione delle risorse energetiche distribuite.

• Lisa Corazza (Università di Padova), Lorenzo Vitulano (RSE) — Perspective Analysis of the Italian Transmission System in the Presence of Large-Scale HVDC Deployment
• Alessandro Veroni (RSE) — Advanced AC/DC converter control structures for the stability of MV distribution systems: detailed modelling and EMT simulation
• Salvatore Fabozzi, Amedeo Buonanno (ENEA) — Building Energy Demand for Smart Grids: Short and Long-Term Perspectives
• Valerio Mariani (ENEA) — Social-aware optimization models for the operation of multi-sector energy aggregates

Thermal Energy Storage: main research activities at medium temperature

Chair: Elisabetta Maria Veca, ENEA

L'obiettivo primario della ricerca sull'accumulo termico (Thermal Energy Storage, TES) è raggiungere elevata efficienza e sostenibilità su tutti gli intervalli di temperatura, massimizzando l'integrazione delle rinnovabili. La ricerca si concentra su quattro pilastri: alta densità energetica, stabilità e durabilità dei materiali, tassi di carica/scarica adattabili alla domanda, economicità e basso impatto ambientale. Per le applicazioni a media temperatura, la ricerca riguarda zeoliti commerciali e sintetiche per uso residenziale, strutture cementizie capaci di assorbire calore, e moduli TES a cascata con materiali cementizi e nitrati di sodio/potassio.

• Raffaele Liberatore (ENEA) — Current research trends and perspectives on Thermal Energy Storage
• Enrico Patrucco (RSE) — Design and sizing of a demonstration plant for the analysis of the summer solar desorption process in an open-cycle thermochemical seasonal storage system
• Daniele Nicolini (ENEA) — Study of an Electro-Thermal Energy Storage system using cement-based material with dissipative (conductive/resistive) properties
• Raffaele Liberatore (ENEA) — Energy characterization of cascaded sensible and latent medium-temperature thermal energy storage material modules

Thermal Energy Storage: main research activities at high temperature for industrial objectives

Chair: Raffaele Liberatore, ENEA

Oltre alle attività a media temperatura, sono state approfondite le applicazioni ad alta temperatura, legate principalmente ai cicli termochimici che operano fino a circa 900 °C: sintesi dei materiali, test su reattori prototipali a letto fluidizzato e casi studio per l'integrazione industriale. Particolare attenzione è dedicata alla caratterizzazione dei materiali a cambiamento di fase (PCM) con temperature di fusione superiori a 300 °C e alla progettazione di scambiatori supportata da analisi CFD.

• Claudia Venditti (Università La Sapienza) — Computational analysis of an air-based thermal energy storage system using medium-to-high temperature PCMs
• Matteo Battaglia (Università Tor Vergata) — Mixed oxides for thermochemical energy storage: study, characterization, and performance comparison
• Annarita Spadoni (ENEA) — Reactive Fluidized bed reactors for high-temperature thermochemical energy storage
• Maria Anna Murmura (Università La Sapienza) — Study of an open loop thermochemical energy storage system based on the CaO/CaCO3 reactive couple

Frontier materials and devices for energy applications

Chair: Daniele Mirabile Gattia, ENEA

Il progetto «Materiali e dispositivi di frontiera per applicazioni energetiche» sviluppa materiali idonei a processi di manifattura avanzata (tra cui la manifattura additiva) per scambio termico, micro-generazione, accumulo energetico, catalisi ed energia eolica. Il workshop illustra risultati ottenuti da ENEA, CNR e RSE su: materiali compositi ad alta conducibilità termica ed elettrica (con Thales Alenia Space); materiali metallici e ceramici per scambiatori di calore e membrane per la separazione dell'idrogeno; materiali termochimici per l'accumulo; fibre naturali e riciclate per compositi eolici; materiali nanostrutturati per la decarbonizzazione; corrosione microbica dei materiali per la produzione di energia rinnovabile.

• Mirko Rocci (Thales Alenia Space) — High-Performance Polymer Composites with 2D Fillers for Thermal Management in Space Energy Systems
• Marco Fortunato (ENEA) — DLP-printed h-BN/graphite polymer composites for thermal management: processing, functional properties and non-destructive characterization
• Filippo Agresti (CNR) — Thermodynamic, kinetic and structural characterization of Thermochemical Materials for Thermal Storage
• Pierangela Cristiani (RSE) — Can microbial corrosion affect innovative materials for renewable energy production?
• Carmelatania Prontera (ENEA) — Exploring Different LDH Synthesis Approaches toward the Development of Bifunctional Materials for ICCU Applications

Insight session

Laura Micheli (Università di Tor Vergata) — Label-Free Screen-Printed Sensors: Electroanalytical Tools for Fast and On-Site Sensing

Frontier materials and devices for energy applications

Chair: Marco Fortunato, ENEA

Prosegue la panoramica sul progetto «Materiali e dispositivi di frontiera per applicazioni energetiche», con ulteriori risultati di ENEA, CNR e RSE su membrane ioniche, materiali ceramici, compositi tessili per l'eolico, scambiatori di calore stampati in 3D e leghe ad alta entropia.

• Enrica Fontananova (CNR) — Polymerizable ionic liquids as building block of advanced ion-conductive membranes
• Elisa Mercadelli (CNR) — Manufacturing Strategies for All-Ceramic Membranes for Hydrogen Separation
• Barbara Palazzo (ENEA) — Hybrid Textile Architectures and Functionalization Strategies for Sustainable Wind Energy Composites
• Francesca Mazzanti (ENEA) — 3D-Printed TPMS Ceramic Heat Exchangers for Enhanced Thermal Recovery in Energy Production Systems
• Francesco Pini (RSE) — High-Entropy Alloys Processed by Ball Milling and Spark Plasma Sintering
• Daniele Mirabile Gattia (ENEA) — Additive Manufacturing of a Ferritic Alloy: heat exchange applications

Carbon Dioxide Removal and CCUS: Towards Integrated Carbon Management

Chair: Marialuisa Grilli, Umberto Pasqual Laverdura, ENEA

Per mitigare il riscaldamento globale, il Green Deal europeo — recepito dal PNIEC italiano — richiede un sistema energetico a emissioni nette zero entro il 2050. La decarbonizzazione dei settori energetico e industriale richiede tecnologie di cattura e stoccaggio della CO₂ (CCS), oltre a cattura diretta dall'aria (DAC) e bioenergia con CCS (BECCS). La sessione esplora le frontiere più recenti nella cattura, stoccaggio, utilizzo e valorizzazione del carbonio — dalla modellazione ai materiali e alle tecnologie sostenibili.

• Marialuisa Grilli, Umberto Pasqual Laverdura (ENEA) — Introduzione
• Stefano Stendardo (SNAM) — CCUS Sandbox – derisking innovative carbon management technologies
• Stefania Moioli (Politecnico di Milano) — A feasibility study of application of BECCS to a WtE plant in Italy
• Alessandro Antonio Papa (Università dell'Aquila) — Design, Development, and Experimental Validation of a Biomass and Plastic Waste Gasification System Integrated with CO₂ Capture and Utilization (CCU)
• Michela Alfè (CNR-STEM) — Upcycling Carbon-rich waste into advanced CO₂ capture adsorbents
• Daniele Ferrario (Politecnico di Milano) — Post-combustion carbon capture via adsorption for cement plants

Carbon Dioxide Removal and CCUS: Towards Integrated Carbon Management

Chair: Marialuisa Grilli, Umberto Pasqual Laverdura, ENEA

Seconda parte della sessione dedicata alla cattura, stoccaggio, utilizzo e valorizzazione del carbonio, con ulteriori contributi su materiali per il trasporto di CO₂, produzione di idrogeno a basso impatto e catalizzatori per la valorizzazione della CO₂.

• Marialuisa Grilli, Umberto Pasqual Laverdura (ENEA) — Introduzione
• Virginia Signorini (Università di Bologna) — Polymeric Materials for High-Pressure CO₂ Transport: Enabling a Sustainable, Reliable and Durable CCS Value Chain
• Eugenio Meloni (Università di Salerno) — Electrically assisted POCS-catalytic reactor with integrated dense Pd–Ag membrane for low-carbon hydrogen production via dry reforming of methane
• Giuseppe Bonura (CNR-ITAE) — Enabling CCUS-to-Fuels Pathways via Catalytic CO2 Hydrogenation to e-MeOH and e-DME
• Benedetta De Caprariis (Università La Sapienza) — Pressurized H₂S Removal from Syngas Using High-Temperature Solid Sorbents
• Alessio Varotto (ENEA) — PGM-free and PGM based nanocatalysts for CO2 valorization

WS.VI — Advanced Ionizing Radiation Technologies for Life, Material Sciences, and Space Exploration

Workshop Committee: Rocco Carcione, Alessia Cemmi, Jessica Scifo.

nanoinnovation2026.eu — WS.VI

Irradiation Facilities, High-Energy Physics, and Nuclear Applications

Chair: Jessica Scifo, ENEA

La sessione si concentra sulle infrastrutture di irraggiamento specializzate e sugli impianti all'avanguardia, con contributi su impianti a radiazione ionizzante (gamma, fascio di elettroni, raggi X) e piattaforme per la simulazione dell'ambiente spaziale. Particolare enfasi è posta sugli impianti di irraggiamento con protoni e neutroni, fondamentali per valutare la resistenza alle radiazioni nei componenti avanzati, e sui collegamenti con la fisica delle alte energie, le applicazioni nucleari e la tecnologia della fusione.

• Andrea Colangeli (ENEA) — The Frascati Neutron Generator (FNG): an advanced radiation facility for nuclear fusion technology, material research and space applications
• Giulia Bazzano (ENEA) — From Proton Beams to Space Radiation: TOP-IMPLART as a Bridge between Medicine, Technology and Space
• Beatrice D'Orsi (ENEA) — ENEA Distributed Irradiation Facility Network for Space Applications: An Integrated Platform for Multi-Radiation Testing and Qualification
• Relatore in via di definizione.
• Valentina Pinto (ENEA) — Radiation Hardness of High-Temperature Superconducting Materials at Fusion Relevant Conditions

Advanced ionizing radiation technologies for life, material sciences, and space exploration

Chair: Rocco Carcione, ENEA

Questo mini-workshop esplora il crescente impatto multidisciplinare delle tecnologie a radiazione ionizzante (raggi gamma, raggi X, elettroni e protoni), con innovazioni nella conservazione dei beni culturali e nel settore agroalimentare, nei test dei materiali per l'esplorazione spaziale e nella modifica/funzionalizzazione dei polimeri, oltre allo sviluppo di sistemi dosimetrici avanzati e materiali per la schermatura dalle radiazioni.

• Emiliana Mansi (ENEA) — Gamma irradiation as a safe decontamination tool for Cultural Heritage materials
• Chiara Elvira Mainardi (ENEA) — Gamma irradiation along the agri-food chain: from crop protection to food preservation
• Silvia Battistoni (ENEA) — 3D Polyethylene Glycol Diacrylate-Polyaniline Composites by ionizing radiation: An Innovative (and unexplored) technologic route for materials modification
• Carmen Del Franco (ENEA) — Insights from the CRYPTOMARS project: Biological responses of Antarctic cryptoendolithic communities to ionizing and non-ionizing radiation
• Ilaria De Stefano (ENEA) — Multi-omics profiling reveals dose-dependent signatures of radiation-induced medulloblastoma in ptch1+/- mice

Sessione tecnica: From Macro- To Nano-Scale — Innovation In Additive Manufacturing Technologies, Materials And Qualification

Co-organizzata con il Politecnico di Torino. Chair: Giovanni Di Girolamo, Giuseppe Barbieri (ENEA).

Sessione 1

La manifattura additiva ha il potenziale di trasformare settori industriali chiave come l'aerospaziale, l'automotive e l'elettronica, consentendo componenti più leggeri, prototipazione più rapida e catene produttive più flessibili. Questa prima sessione è dedicata allo sviluppo e all'ottimizzazione delle tecnologie di produzione 3D e dei materiali per componenti in lega metallica con funzionalità avanzate, per applicazioni in aerospaziale, automotive, energia, marittimo, ferroviario, difesa e biomedicale (tecnologie WAAM, PBF-LB, DED, 2PP, DALP).

• Joanna Kulasa (Łukasiewicz Research Network – Institute of Non-Ferrous Metals) — Development and optimization of feedstock materials and manufacturing technologies for the production of metallic components by Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)
• Gaetano Patrimia (ALTFORM) — The Horizon Europe WISE Project: Bridging Macro-, Micro- and Nano-Scale Manufacturing in a Single Multi-Process Platform
• Sergio Galvagno (ENEA) — Thermal Plasma Processing of Metal Powders for Additive Manufacturing
• Daniele Mirabile Gattia (ENEA) — Metal additive manufacturing and sustainable applications
• Francesco Filoscia (INFN) — Dragon Copper®: nanotechnology for improved copper processability across the full laser power range in PBF-LB

nanoinnovation2026.eu — Sessione 1/2

Sessione 2 (Room 6)

Questa seconda sessione è dedicata allo sviluppo e all'ottimizzazione delle tecnologie di produzione 3D e dei materiali stampati (inclusi materiali ceramici conduttivi e dielettrici), per la prototipazione e realizzazione di dispositivi elettronici avanzati — ad esempio dispositivi indossabili, impiantabili e biointegrati — integrando sensoristica, interconnessione elettrica e comunicazione wireless dalla micro- alla nano-scala.

• Vincenzo Mastronardi (Università del Salento) — Printed and Additively Manufactured Electronics for Wearable, Implantable, and Fiber-Based Biointerfaces
• Matilde Aronne (Politecnico di Torino) — Enabling circularity in electronic system through ceramic additive manufacturing
• Miriam Polano (Politecnico di Torino) — Electrically conductive microstructures printed by TPP technology for electronics applications
• Luca Montaina (CNR-IMM) — Direct Microdispensing Printing of Silver-Based Heaters on 3D-Printed TPU for Shape-Memory Actuation

nanoinnovation2026.eu — Sessione 2/2