Interviste ai finalisti 2024: Magnetic Future

Sviluppo di sistemi di alimentazione innovativi e a ridotto consumo energetico da applicare a magneti superconduttivi. Ci parla del progetto Marianna Di Pietrantonio

Di che cosa vi occupate?

Magnetic Future si occupa dello sviluppo di sistemi di alimentazione innovativi, chiamati flux pump, per magneti superconduttivi.

Tali dispositivi hanno diverse applicazioni. Sono usati, solo per fare qualche esempio, da macchine per la risonanza magnetica, da acceleratori di particelle, da propulsori aerospaziali, da motori elettrici di grossa potenza e perfino in reattori a fusione controllata a confinamento magnetico. Quest’ultima tecnologia è da molti considerata la nuova frontiera per la produzione di energia pulita.

I magneti in questioni hanno allo stato attuale una forte criticità: gli impianti adottati per la loro alimentazione risultano estremamente energivori e ingombranti.

Magnetic Future interviene proprio su questo problema proponendo un sistema in grado di abbattere drasticamente i consumi energetici, rendendo molto più economico, e in alcuni casi perfino praticabile, l’impiego dei magneti superconduttivi. Il nome che abbiamo dato alla startup parla chiaro.

Vogliamo guidare il futuro del processo di transizione energetica abilitando l’utilizzo di una tecnologia chiave come quella dei magneti superconduttivi attraverso i nostri innovativi sistemi di alimentazione ad altissima efficienza.

Da chi è composto il team?

Il nostro team è composto da ingegneri e ricercatori altamente qualificati con competenze diversificate. Giacomo Russo, ingegnere elettrico e ricercatore all’Università di Bologna, è specializzato nella tecnologia delle flux pump e nella loro modellazione e progettazione numerica. Emiliano Guerra, ingegnere elettrico e dottorando in Superconduttività Applicata nello stesso ateneo, studia lo sviluppo e la modellazione di sistemi elettrici superconduttivi per il trasporto dell’energia elettrica in rete. Nel team c’è anche Antonio Morandi, ingegnere elettrico e professore associato all’Università di Bologna con oltre 25 anni di esperienza in Superconduttività Applicata e più di sessanta pubblicazioni scientifiche sul tema e tre brevetti industriali all’attivo. Arricchisce la compagine Simone Minucci, ingegnere elettrico e professore associato all’Università Mercatorum: la sua attività di ricerca si concentra sull’elettromagnetismo computazionale e le sue applicazioni nella fusione a confinamento magnetico. Alessandro Lampasi, ingegnere elettronico e primo ricercatore a ENEA è il responsabile degli alimentatori per magneti superconduttivi per il progetto sperimentale DTT S.c.a.r.l. Infine ci sono io, Marianna Di Pietrantonio, ingegnere meccanico e dottoranda in ingegneria per l’Energia e l’Ambiente  all’Università della Tuscia. Mi occupo di modellazione meccanica e simulazioni multi-fisiche per analisi di sistemi superconduttivi.

Come è nata l’idea?

Magnetic Future è un esempio eccellente di idea nata da una collaborazione tutta italiana. I ricercatori del team, provenienti da tre istituti diversi, Università di Bologna, Università degli Studi della Tuscia e l’ENEA, si stavano muovendo su linee di ricerca convergenti. Ciò che è davvero interessante è che i membri del gruppo si siano incrociati nel momento ideale affinché nascesse l’iniziativa.

All’Università di Bologna, l’intenzione di investigare le flux pump arrivò inavvertitamente mentre Giacomo Russo, durante i primi mesi del suo dottorato di ricerca, si imbatté nell’argomento leggendo articoli scientifici durante una tarda sera di lockdown.

Era il gennaio del 2021. Incuriosito dalle particolarità scientifiche delle flux pump e attratto dalle potenzialità applicative, Giacomo propose all’allora supervisore, il professore Antonio Morandi, di focalizzare il proprio lavoro di ricerca su questo tipo di dispositivi. Una volta concordato il progetto, iniziò a svilupparne modelli numerici per studiarli e comprenderne il funzionamento. 

Alcuni anni prima, dalla sua, Alessandro Lampasi aveva tentato di esplorare l’idea di alimentare i magneti superconduttivi del Divertor Tokamak Test, il DTT, dell’ENEA di Frascati attraverso alimentatori privi di contatti elettrici diretti con l’intento di risolvere le problematiche tecniche riscontrate su quelli tradizionali.

A causa dell’assenza di tecnologie adeguate, almeno quelle note fino a quel momento, il tentativo non diede esito positivo e l’idea fu accantonata.

Come venne recuperato il progetto?

Tutto cambiò a fine 2022. Stavo per iniziare il dottorato di ricerca improntato su tecnologie innovative per l’alimentazione di magneti superconduttivi, supervisionata dal professore Simone Minucci. Ci siamo incontrati tutti nella sede ENEA di Frascati, ospitati da Alessandro, in occasione della presentazione del lavoro di tesi magistrale di Emiliano Guerra, il quale presentava il primo tentativo di progettazione di una flux pump per alimentare i magneti superconduttivi del DTT. Bastarono quel meeting e pochi altri scambi per capire che c’erano tutte le condizioni per iniziare una proficua collaborazione.

La combinazione di una visione condivisa e il crescente interesse industriale riscontrato, oggi culminato nello studio di fattibilità commissionato dall’early adopter, ha portato alla consapevolezza che la tecnologia delle flux pump avesse un grande potenziale commerciale. Da qui l’intenzione di tradurre i risultati di ricerca di un’iniziativa imprenditoriale.

A che punto siete?

Attualmente siamo nella fase di progettazione e stiamo pianificando lo sviluppo del nostro primo prototipo di flux pump. Collaboriamo con il primo early adopter, un’azienda che ci ha commissionato uno studio di fattibilità di flux pump per i loro magneti superconduttivi. Abbiamo validato il concetto attraverso studi e simulazioni e, il passo successivo, sarà costruire il primo prototipo e testarlo in ambienti reali. In caso di esito favorevole dello studio di fattibilità, auspicabilmente ciò avverrà nell’ambito dei rapporti con l’early adopter.

Quali sono i vostri punti di forza?

Il nostro principale punto di forza risiede nella capacità di offrire una soluzione altamente innovativa che rende l’uso dei magneti superconduttivi più sostenibile ed efficiente. Le flux pump che stiamo sviluppando eliminano le perdite energetiche significative degli alimentatori tradizionali e sono progettate per essere facilmente integrate in una vasta gamma di settori, dalla produzione di energia pulita all’industria aerospaziale. La nostra metodologia di progettazione, assistita dall’intelligenza artificiale, ci consente di fornire soluzioni personalizzate, ottimizzate per le esigenze specifiche dei nostri clienti, assicurando prestazioni eccellenti in termini di efficienza energetica ed operativa.

Un ulteriore punto di forza è la nostra posizione tra i cinque finalisti del Soft Prize 2024, un premio prestigioso finanziato dalla Commissione Europea, dedicato all’innovazione nel campo della fusione a confinamento magnetico.

Questo riconoscimento mette in luce l’impatto potenziale della nostra tecnologia nel promuovere una transizione verso un’energia pulita e sostenibile, confermando il valore delle nostre soluzioni nel panorama tecnologico futuro.

In aggiunta, stiamo già procedendo con il deposito di un brevetto attraverso i servizi offerti dagli uffici tecnologici dei rispettivi enti di appartenenza e stiamo lavorando su brevetti futuri che arricchiranno ulteriormente il nostro portafoglio tecnologico. Abbiamo anche siglato un ODL, Ordine di Lavoro, con un possibile early adopter e stiamo ricevendo un crescente interesse da diverse realtà industriali che utilizzano magneti superconduttori. Questi sviluppi confermano la solidità della nostra tecnologia e il suo potenziale nel rispondere alle esigenze del mercato, posizionandoci come leader nella transizione verso soluzioni più sostenibili.

E i vostri punti di debolezza?

Per quanto riguarda i punti di debolezza, riconosciamo che l’impiego di materiali superconduttivi presenta delle sfide, in particolare a causa della presenza, seppur minima, di terre rare, risorse soggette a limitazioni di disponibilità e a fluttuazioni di mercato influenzate da dinamiche geopolitiche globali.

Infine, per superare le attuali lacune in termini di competenze interne, stiamo puntando a stringere partnership strategiche con aziende e fornitori specializzati, così da coprire le aree che necessitano di maggiore sviluppo come, solo per citarne alcuni, la criogenia, la chimica dei materiali e la progettazione di dettaglio di componenti specifici. Stiamo inoltre lavorando per attrarre professionisti di alto livello in questi settori, con l’intento di integrarli stabilmente nel nostro team e di rafforzare ulteriormente le nostre capacità interne.

Cosa vedete nel vostro futuro?

Nel nostro futuro vediamo Magnetic Future diventare leader nel campo degli alimentatori per magneti superconduttivi, ed acquisire un ruolo chiave nel percorso della transizione energetica a livello globale.

Ad oggi i magneti superconduttivi trovano applicazione esclusivamente nei dispositivi per i quali non esistono alternative, come le macchine da risonanza magnetica e gli acceleratori di particelle dei grandi centri di ricerca ma con un adeguato sistema di alimentazione potrebbero venire abilitati in svariati altri settori della transizione energetica, dalla produzione di energia pulita all’elettrificazione dei trasporti pesanti. Su questo fronte noi pensiamo di poter ricoprire un ruolo chiave nel prossimo futuro. 

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