Descrizione del modulo "Diagnostica Avanzata per Materiali Innovativi, Energetica e Ambiente (ET.P02.015.001)"

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  • Descrizione del modulo "Diagnostica Avanzata per Materiali Innovativi, Energetica e Ambiente (ET.P02.015.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Controllo e riduzione delle emissioni di particolato e di inquinanti da processi di combustione; monitoraggio della concentrazione di particolato carbonioso in aria ambiente; efficiente produzione di idrogeno da energia solare. Cogenerazione anche a livello domestico. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Applicazione e sviluppo di potenti mezzi diagnostici di spettroscopia laser. In particolare il laboratorio vanta una importante esperienza nella tecnica di Incandescenza Indotta da Laser consolidata negli ultimi anni, che ha consentito la realizzazione di uno strumento per la misura della concentrazione del particolato carbonioso allo scarico di sistemi di combustione e in ambiente. Studio di fiamme da combustibili fossili, puri o arricchiti con idrogeno e della combustione di idrogeno e miscele. Studio dell'architettura e della combustione in microcombustori catalitici e non. Sviluppo di bruciatori con la determinazione delle condizioni ottimali per la sintesi in fiamma di materiali nanostrutturati e loro caratterizzazione fotocatalitica e fotoelettrochimica. Sviluppo di strumentazione avanzata per la caratterizzazione del particolato e di microinquinanti in ambiente e della sua speciazione chimica. (literal)
Competenze
  • Conoscenza dei fenomeni di combustione in generale, dei mezzi diagnostici relativi e dei metodi di gestione degli apparati sperimentali specifici. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Miglioramento della combustione dei combustibili fossili tradizionali e non in sistemi diversi; investigazione, caratterizzazione e misura del particolato atmosferico; sintesi di nanoparticelle; proprietà fotocatalitiche; fotoelettrochimica; misure sui particolati sia emessi da combustori sia dispersi in atmosfera. (literal)
Obiettivi
  • Sistema ingegnerizzato per il monitoraggio della concentrazione di fuliggine. Sviluppo di tecniche diagnostiche per la comprensione dei fenomeni fisico-chimici (temperature e concentrazioni di specie chimiche) in fiamme da laboratorio ed industriali, e in sistemi reattivi in generale. Processi di sintesi in fiamma di materiali nanostrutturati, loro caratterizzazione ed uso in campo energetico. (literal)
Stato dell'arte
  • Le tecniche laser sono considerate tra i principali strumenti diagnostici per lo studio della combustione, poichè consentono di realizzare misure in situ risolte spazialmente e temporalmente all'interno di fiamme e sistemi reattivi più in generale ad alta temperatura. Numerose tecniche ottiche sono anche impiegate per la rilevazione di particolato e microinquinanti nell'analisi ambientale. Nel nostro laboratorio alcune delle diverse tecniche diagnostiche sono correntemente studiate ed applicate a sistemi diversi, come LIF, LII, emissione, assorbimento e scattering. TiO2 nanofasico ed altri materiali innovativi sono proposti per le loro proprietà fotocatalitiche, fotoelettrochimiche e per la fotogenerazione di idrogeno dall'acqua. Le nanoparticelle possono essere sintetizzate efficacemente in fiamme. (literal)
Tecniche di indagine
  • Si persegue la ricostruzione del quadro di fenomeni che intervengono nei processi di combustione, sia di sintesi che di impiego energetico diretto, per il miglior sfruttamento degli stessi. L'approccio è di tipo basilarmente diagnostico. Nel modulo sono correntemente applicate e si sviluppano le seguenti tecniche diagnostiche: Incandescenza-Indotta da laser, Spettroscopia di emissione del Plasma indotto da Laser (LIBS, LIPS) Fluorescenza indotta da laser, emissione ed assorbimento UV, VIS, FT-IR, scattering da particolato, scattering Raman spontaneo, LDV, Schlieren, indagni fotoeletrochimiche di superfici e materiali. (literal)
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