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Descrizione del modulo "Polimeri e membrane per il trasporto selettivo (ET.P03.003.002)"
- Type
- Label
- Descrizione del modulo "Polimeri e membrane per il trasporto selettivo (ET.P03.003.002)" (literal)
- Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
- Le competenze acquisite potranno essere impiegate nello sviluppo di dispositivi nei sistemi per la conversione di energia, ad alta efficienza e basso impatto ambientali ed in dispositivi quali sensori (ottici o elettrochimici). (literal)
- Tematiche di ricerca
- Le principali tematiche affrontate all'interno di questo modulo riguardano:
- lo sviluppo di membrane polimeriche e/o a scambio ionico mediante differenti tecniche di formatura del film;
- lo sviluppo di ionomeri da poter essere utilizzati sia come leganti negli strati catalitici di elettrodi per fuel cell, sia per la preparazione di matrici polimeriche.
- l'individuazione di opportuni gruppi funzionali da inserire in polimeri commerciali per promuovere il trasporto selettivo;
- la sintesi di ossidi inorganici e/o filler a base di composti inorganici con specifiche caratteristiche (es. cristallinità, area superficiale, igroscopicità e conduzione ionica) per applicazioni in dispositivi elettrochimici; (literal)
- Competenze
- Sviluppo di polimeri:funzionalizzazione di polimeri del tipo polietereterchetone (PEEK) e polisulfone (PSF)mediante l'introduzione di gruppi funzionali a base di zolfo e azoto;
Sviluppo di composti inorganici:sintesi di materiali inorganici da utilizzare come filler quali ossidi puri, drogati o supportati con composti ad elevata conducibilità protonica e resistenza in ambiente elettrochimico;
Sviluppo di membrane : preparazione di membrane polimeriche e/o composite a base di Nafion, PEEK e PSF, preparazione di blend polimerici e preparazione di membrane rinforzate mediante opportuni tessuti polimerici commerciali e non (PET, PEEK, Nafion, ecc.). (literal)
- Potenziale impiego per processi produttivi
- Le competenze acquisite potranno essere impiegate in attività inerenti i processi di produzione di polimeri funzionalizzati, ossidi inorganici e membrane a trasporto ionico per l'utilizzo in dispositivi elettrochimici. (literal)
- Tecnologie
- Produzione di polimeri funzionalizzati, membrane polimeriche e composti inorganici (literal)
- Obiettivi
- Gli obiettivi di questo modulo sono:
Aumento della conducibilità a media temperatura e bassa umidificazione (0.1 S/cm a qualsiasi condizione di T, P e RH);
Aumento della resistenza meccanica attraverso l'introduzione di rinforzi (tessuti o filati polimerici e filler inorganici);
Riduzione dei costi (intorno a 20$/m2) con l'utilizzo di polimeri alternativi al Nafion;
Aumento della stabilità in termini di durata nel tempo e bassa degradazione elettrochimica confontabile con i dati di letteratura. (literal)
- Stato dell'arte
- Per le celle ad elettrolita polimerico è richiesto lo sviluppo di membrane innovative per estenderne il range operativo e ridurne il costo di produzione. In particolare sono state oggetto di studio membrane polimeriche contenenti gruppi funzionali differenti da quello solfonico, per promuovere lo scambio ionico in assenza di acqua e membrane composite contenenti composti inorganici, con lo scopo di irrobustirne la struttura meccanica e promuovere lo scambio protonico.
Una ulteriore indagine viene anche condotta su membrane selettive a specifici ioni (cationi o anioni) da utilizzare in dispositivi elettrochimici tra i quali le fuel cell. (literal)
- Tecniche di indagine
- Tecniche di caratterizzazione dei materiali: analisi termica (TG-DSC), analisi
elementare (CHNS-O), XRD (SAXS, WAXS ed EDXD),XRF, SEM-EDX, BET,TEM,DMA, misure di conducibilità protonica, titolazioni acido-base, misure water uptake, analisi dimensionale, misure di permeabilità al metanolo,misure di permeabilità agli ioni vanadio, test elettrochimici in cella singola PEFC a varie condizioni operative. (literal)
- Descrizione di
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