Flow-nano è una start-up innovativa basata a Milano e fondata nel Giugno 2023, che sviluppa e produce elettrodi nanostrutturati ad altissime performance per applicazioni elettrochimiche: il primo mercato target è quello delle batterie a flusso, batterie stazionarie usate principalmente per lo stoccaggio delle rinnovabili. Rispetto alla soluzione corrente, ossia le batterie al litio, le batterie a flusso offrono molti vantaggi: capacità e potenza sono disaccoppiate, quindi sono facilmente scalabili e godono di grande economia di scala, non hanno problemi di sicurezza poiché l’elettrolita è a base acqua e sono caratterizzate da una vita estremamente lunga, oltre 20 anni di utilizzo. Inoltre, sono completamente riciclabili, in particolare per quanto riguarda la chimica basata su Vanadio.
L’unico vero limite è il costo, specialmente in termini di investimenti iniziali, ad oggi superiore circa del 30% rispetto alle batterie litio. Gli elettrodi di Flow-Nano mirano a risolvere questo problema ed a rendere le batterie a flusso finalmente competitive sul mercato. In particolare, grazie ai loro elettrodi, le batterie a flusso possono operare a densità di potenza superiori del triplo ed oltre rispetto allo stato dell’arte, che si traduce direttamente in una riduzione del 60% del CAPEX della batteria, poiché a parità di potenza è possibile realizzare batterie più piccole. Questo è possibile perché gli elettrodi di Flow-Nano sono costituiti da sottili tessuti di carbonio, che offrono bassa resistenza idraulica ed ohmica, rivestiti di nanoparticelle di carbonio, chiamate carbon nano-onions, che ne aumentano drasticamente la superficie elettrochimicamente attiva e li rendono quindi capaci di gestire alte densità di corrente e di potenza.
La loro tecnologia è basata su un processo proprietario che parte da un precursore gassoso (acetilene, quindi economico e non pericoloso) che viene trasformato, grazie ad un plasma freddo, in nanosfere di carbonio, che vengono poi accelerate sul tessuto, andando a realizzare un coating uniforme.
La tecnologia potrà in futuro essere declinata per altri mercati quali idrogeno, disinfezione acqua, conversione elettrochimica della Co2, supercap.
Hanno dimostrato la loro proposizione di valore su scala laboratorio (100 cm2), sia internamente che con produttori di batterie a flusso nel corso del 2024, ed hanno chiuso nel Dicembre 2024 un primo round di 1M€, mediante un SAFE interamente sottoscritto da CDP Tech4Planet, per finanziare il primo upscale della tecnologia e raggiungere il livello pre-industriale entro il 2025 – in particolare, produzione di elettrodi di 600 cm2 testati e validati internamente e da clienti.
Parallelamente, stanno lavorando ad un nuovo round da 3M€, che intendono chiudere entro il 2025, per finanziare la prima linea industriale di produzione degli elettrodi nel 2026, per poter andare a mercato nel 2027.
Intervista a Laura Giorgia Rizzi, CEO di Flow_Nano
Quando è nata la vostra startup? Com’è nata?
Flow-nano è stata fondata nel giugno 2023, dal mio incontro con Fabio Di Fonzo.
Fabio, inventore di un pool di tecnologie sviluppate all’interno dell’Istituto Italiano di Tecnologie, aveva fondato X-nano nel 2022.
Mettendo insieme le nostre competenze ed esperienze – dice Laura Giorgia Rizzi – abbiamo creato Flow-nano come spin-off di X-nano, con l’obiettivo di realizzare l’upscale della tecnologia e portare il prodotto sul mercato.
Di cosa si occupa in breve Flow_Nano?
Flow-nano sviluppa rivestimenti nanostrutturati ed elettrodi avanzati per applicazioni elettrochimiche, con un primo focus sulle batterie a flusso. La nostra tecnologia si basa su un processo proprietario di sintesi e deposizione di nanoparticelle di carbonio – i carbon nano-onions, strutture simili a fullereni multistrato – che utilizza esclusivamente acetilene ed energia elettrica. Questo significa che non impieghiamo acqua, solventi né binder polimerici. Il processo è altamente efficiente e sostenibile, e i nostri elettrodi sono progettati per rendere le batterie a flusso significativamente più performanti ed economicamente competitive rispetto allo stato dell’arte.
Qual è il vostro primo mercato di riferimento?
Il primo mercato target sono le batterie a flusso, quindi i nostri primi clienti saranno produttori di batterie a flusso, ad oggi distribuiti tra europa, stati uniti, cina, giappone e australia. Le batterie a flusso sono batterie stazionarie, principalmente utilizzate per lo stoccaggio di lunga durata delle rinnovabili; ad oggi, le installazioni mondiali ammontano a circa 5 GWh.
Oggi il vostro primo mercato di riferimento non esiste o quasi in Italia, come pensate di supportarne lo sviluppo?
Siamo convinti che le batterie a flusso rappresentino una soluzione strategica per il nostro Paese, in un contesto in cui le installazioni di rinnovabili crescono costantemente e richiederanno investimenti significativi in capacità di stoccaggio, come evidenziato anche dalle prime aste MACSE di Terna. Riteniamo, inoltre, che queste tecnologie possano costituire una vera opportunità industriale: la loro produzione è, infatti, molto meno complessa rispetto a quella delle batterie al litio. Grazie ai nostri elettrodi, le batterie a flusso diventano ancora più efficienti, compatte e quindi ulteriormente semplificate nella produzione e più economiche. Il nostro obiettivo è contribuire alla nascita di una filiera italiana dedicata alle batterie a flusso, mettendo a disposizione la nostra tecnologia, le nostre competenze e il network che abbiamo costruito.
I vostri elettrodi in quali altri settori potrebbero essere utilizzati?
I nostri elettrodi possono essere utilizzati ad esempio negli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno, nella conversione elettrochimica della CO2 in prodotti a più alto valore aggiunto come l’etanolo, nella decontaminazione dell’acqua, e in molti altri.
Si parla molto di sostenibilità. La vostra nanotecnologia rende il processo di produzione degli elettrodi più pulito e meno energivoro?
Attualmente gli elettrodi di riferimento sono spessi feltri di carbonio, spessi da 2 a 6 millimetri. I nostri elettrodi sono costituita da tessuti di carbonio molto sottili, tipicamente intorno ai 300 micrometri, rivestiti dal nostro coating nanostrutturato. Considerando che la produzione della fibra di carbonio e dei tessuti di carbonio è altamente energivora, poter utilizzare elettrodi molto più sottili comporta un grande risparmio in termini di CO2 equivalente. Inoltre, grazie ai nostri elettrodi e potendo lavorare a densità di potenza molto più alta, è possibile realizzare reattori più compatti, andando a risparmiare in termini di componentistica, in particolare piatti bipolare in grafite e membrana fluoropolimerica, andando quindi ad abbassare l’utilizzo di materiali costosi, critici e ad alto CO2 equivalente.
La catena di approvvigionamento del Vanadio alla base delle batterie a flusso è complessa. Da dove si potrebbe trarre il vanadio? Cosa servirebbe per creare una filiera completa per la produzione delle batterie a flusso?
Il vanadio è un elemento relativamente abbondante nella crosta terrestre e solo una piccolissima parte della produzione mondiale proviene da attività mineraria primaria. Nella maggior parte dei casi, il vanadio viene infatti recuperato come sottoprodotto dalla lavorazione di minerali complessi – in particolare dalla titanomagnetite (Fe–Ti–V) – oppure da vari scarti industriali.
Circa il 70% della produzione globale deriva dagli steelmaking slags, ossia le scorie di coproduzione generate durante la produzione dell’acciaio a partire da minerali ferrosi contenenti vanadio. Un ulteriore 10% circa proviene da residui petroliferi, dal riciclo di catalizzatori esausti utilizzati nella raffinazione del greggio e dalle ceneri provenienti dalla combustione di olio pesante o bitume.
Il vanadio è, inoltre, presente negli scarti della produzione di titanio e di biossido di titanio. In Italia, ad esempio, esiste un deposito di circa 20.000 tonnellate di pentossido di vanadio in Toscana, contenuto nel rifiuto industriale noto come “gesso rosso”, derivante dalla combinazione degli scarti della lavorazione del marmo e della produzione di TiO₂. Questi materiali sono attualmente stoccati in ex cave e rappresentano un potenziale rischio di contaminazione delle falde.
Per rispondere alla domanda sull’approvvigionamento in Italia, sarebbe opportuno supportare lo sviluppo di processi di recupero del vanadio da scarti industriali. Un esempio italiano è Orim S.p.A., che ha sviluppato una tecnologia dedicata al recupero del vanadio da flussi di rifiuti industriali.
Quali passi state compiendo per trasformare questa invenzione da laboratorio in un prodotto industriale affidabile e per proteggere la vostra proprietà intellettuale a livello globale? A che livello di TRL siete oggi?
Oggi stiamo finalizzando lo scale-up pre-industriale delle tecnologia, per raggiungere TRL7: in particolare, siamo già in grado di realizzare elettrodi di 600cm2 di superficie, dimensione con cui è possibile già realizzare delle batterie e stiamo completando la dimostrazione delle performance dell’elettrodo a questa scala. Per proteggere la tecnologia, oltre alle due famiglie di brevetti, stiamo sviluppando moltissimi trade-secret e know-how sia di processo che di prodotto, per cui dai brevetti è molto difficile riuscire a replicare il processo od il prodotto attuale.
Quando industrializzerete il vostro prodotto? Qual è il prossimo grande traguardo che Flow-nano intende raggiungere nei prossimi 18-24 mesi?
Stiamo attualmente lavorando alla chiusura di un nuovo round di finanziamento che ha esattamente l’obiettivo di permetterci di realizzare la prima linea di produzione industriale nel 2026, con una capacità produttiva target di 30.000 m2/anno e grazie alla quale entrare nella fase di commercializzazione del prodotto a partire dal 2027.
Quanti soci/dipendenti avete oggi?
La cap-table è costituita da me, Fabio Di Fonzo e X-nano, mentre CDP Tech4Planet, nostro pre-seed investor, convertità ed entrerà quindi in cap-table nell’ambito del nuovo round. Ad oggi siamo in dieci tra collaboratori, dipendenti e stagisti.
Qual è il profilo ideale per i membri del vostro team e come selezionate i talenti? Quali profili state cercando?
Lavorare in una startup richiede davvero grande capacità di adattamento, quindi oltre ad importanti competenze tecniche necessarie nel nostro contesto, che unisce nanotecnologia ed elettrochimica, le soft skill sono critiche: è necessaria grande lucidità per capire ogni giorno qual è l’attività prioritaria e critica per la sopravvivenza dell’azienda, grande umiltà per accettare virate improvvise nel programma delle attività e grande, grandissimo spirito di collaborazione, perché dove non arriva un membro deve necessariamente arrivare un altro. Attualmente il pool di talenti tecnici è ricco, ora dobbiamo iniziare a creare un team di sales e marketing per preparare il go-to-market e strutturare il team di management.
Chi è il vostro cliente ideale?
Aziende che puntano sull’innovazione tecnologica e di prodotto per differenziarsi dalla competizione, con un reparto R&D attento ed equipaggiato ed un management coraggioso. Cerchiamo produttori di stack e batterie a flusso che vogliano ridefinire ed elevare drasticamente gli standard di performance, con cui creare partnership totalmente win-win, perché la nostra missione è proprio quella di rendere queste batterie più performanti ed economiche, affinché possano facilmente e rapidamente penetrare massicciamente nel mercato dello stoccaggio di lunga durata.
Quali sono i vostri partner attuali? E quali quelli ideali? Quali partnership strategiche vi servirebbero per accelerare la crescita della startup?
Abbiamo sviluppato una ricca rete di contatti e partner attraverso la catena del valore: dai fornitori di raw material, ossia tessuti sottili di carbonio, molto attenti ed interessati alla nostra tecnologia, ai produttori di elettrolita base vanadio, per comprendere le dinamiche di mercato, ai prospect, produttori di batterie a flusso, con cui stiamo lavorando a stretto contatto per sfruttare il tempo necessario all’industrializzazione per affinare tecnologia e prodotto sulle loro esigenze. Inoltre, lavoriamo con diverse università e centri di ricerca in italia, in europa e nel mondo per continuare a testare gli elettrodi in maniera indipendente o in altri ambiti applicativi.
Quanto è stato difficile chiudere il primo round di finanziamento? Cosa ha convinto gli investitori a darvi fiducia? Quali consigli dareste agli startupper che si trovano in questa fase?
Non è stato semplice chiudere il nostro primo round di finanziamento. Da un lato, una start-up deve soddisfare una serie di requisiti fondamentali per risultare “investibile”: tra questi, la necessità che i founder mantengano la maggioranza e che la proprietà intellettuale sia detenuta internamente e sotto pieno controllo dell’azienda. Dall’altro lato, è essenziale dimostrare la scalabilità della tecnologia e l’interesse concreto del mercato e dei prospect. Abbiamo lavorato per diversi mesi per raggiungere questi obiettivi. Tuttavia, grazie alla validazione della nostra value proposition su scala di laboratorio – prima internamente e poi insieme a produttori di batterie a flusso – siamo finalmente riusciti a conquistare la fiducia di CDP Tech4Planet, il primo investitore a credere in noi.
Come pensate che la vostra innovazione possa incidere sul futuro dello stoccaggio di energie rinnovabili?
La nostra tecnologia ha come obiettivo principale quello di rendere le batterie a flusso più performanti ed economiche rispetto allo stato dell’arte: siamo fortemente convinti che questa tecnologia sarà fondamentale per lo stoccaggio di lunga durata, cruciale per l’integrazione delle rinnovabili nel mix energetico, e che sia necessaria un’evoluzione tecnologica per renderla davvero competitiva.
Quali sono le principali sfide che avete dovuto affrontare come startup e come le avete superate? Qual è la lezione più importante che avete imparato finora nel gestire una startup?
La sfida più grande è stata – ed è tuttora – la scarsità di risorse e, soprattutto, di tempo, mentre cerchiamo di gestire in parallelo il processo di industrializzazione ed il confronto costante con il mercato. Per questo abbiamo deciso di puntare tutto sul team: avere una squadra motivata, competente e coesa ci ha permesso di affrontare le difficoltà, rimediare agli errori e rispettare le scadenze.
Che cosa vi serve per crescere ulteriormente?
Oggi stiamo cercando un partner finanziario per chiudere il nuovo round e partire con le attività di industrializzazione nel minor tempo possibile: come dicevo, la sfida vera oggi è il tempo, essere pronti con il prodotto giusto nel momento giusto. Sappiamo cosa dobbiamo fare e come farlo, ma ci servono risorse per accelerare la crescita.
La tecnologia
La presentazione per gli investitori
Nano Cipolline di carbonio? Scopriamo cosa sono...
Alberto Clavarino, Presidente di Fondazione Genova Startup intervista Laura Giorgia Rizzi e Fabio Di Fonzo di Flow_Nano
