Descrizione previsione attività della commessa "Elettrochimica dei materiali in film sottile per applicazioni all'energetica (ET.P06.011)"

Type
Label
  • Descrizione previsione attività della commessa "Elettrochimica dei materiali in film sottile per applicazioni all'energetica (ET.P06.011)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • Si continuerà a sottoporre progetti ad enti ed agenzie di finanziamento e si manterrà un atteggiamento di totale apertura verso le industrie elettrochimiche nazionali. Si manterranno ed estenderanno le collaborazioni internazionali, con l'auspicio che ciò possa portare alla partecipazione congiunta a grandi progetti internazionali di ricerca. Si manterrà il forte impegno nelle attività di Società scientifiche nazionali ed internazionali (in particolare Società Chimica Italiana ed International Society of Electrochemistry), oltre che per l'interesse intrinseco di tali attività, anche allo scopo di accrescere la visibilità del gruppo rispetto a potenziali finanziatori e/o partner. (literal)
Punti critici
  • I punti critici saranno presumibilmente gli stessi riportati nel corrispondente campo dello stato di avanzamento. Le attività di ricerca volte alla preparazione di catalizzatori di ossidazione del metano richiedono la continuazione dell'efficiente interazione fra lo IENI Padova e l'IRC Napoli, che si è stabilita da alcuni anni con soddisfazione di entrambe le parti. Questa collaborazione è svolta nell'ambito dell'accordo di programma CNR-MiSE. L'incertezza sui futuri finanziamenti e sulla tempistica dei pagamenti da parte del MiSE per attività già svolte ostacolano una efficace programmazione degli investimenti in strumenti, materiali e, soprattutto, personale. La fase conclusiva del Progetto PON \"Nuovo processo a basso impatto ambientale ed a ridotto rischio operativo per il recupero ed il riciclo dei materiali costituenti le batterie al Piombo\" comporterà un particolare impegno in termini di attività sperimentale e di coordinamento con gli altri partner. Dati i tempi lunghi richiesti dai test elettrochimici è possibile che l'attività debba estendersi oltre i limiti stabiliti dal capitolato, che prevede la conclusione a fine maggio 2015. Lo sviluppo delle promettenti attività di ricerca del modulo richiederebbe l'assunzione di un ricercatore a tempo indeterminato. Un laureato in chimica industriale, che svolge da anni lavoro di ricerca con elevato grado di autonomia, precedentemente impiegato come tecnologo a tempo determinato, è stato recentemente assunto come CTER, a tempo indeterminato. Se, da un lato, questo passaggio ha alleviato la necessità della commessa di reperire fondi esterni, dall'altro ha creato una situazione di sotto-inquadramento. È quindi necessario, nel medio termine offrire al personale opportunità di vedere riconosciuta la qualità del proprio lavoro, attraverso nuovi concorsi. (literal)
Attività da svolgere
  • L'obiettivo generale dell'attività della commessa sarà, anche nel prossimo futuro, l'applicazione di concetti e metodi elettrochimici alla preparazione e caratterizzazioni di materiali (generalmente inorganici, frequentemente sotto forma di film sottili) ed alla modifica delle loro superfici, con finalità di applicazione in campo energetico, nella protezione anticorrosiva, nella sensoristica e in campo ambientale. Specifiche attività di ricerca riguarderanno: - Modifica di schiume metalliche (Ni e leghe Fe-Cr-Al) con nanoparticelle di metalli nobili, mediante deposizione spontanea o elettrodeposizione, finalizzata ad ottenere catalizzatori per processi in fase gas o elettrocatalizzatori. Si ricercheranno le migliori condizioni per la preparazione di schiume di lega Fe-Cr-Al modificate con platino, al fine di produrre catalizzatori strutturati per la combustione catalitica del metanolo. Si verificherà la possibilità di depositare argento su schiume di Ni, al fine di ottenere catalizzatori per processi di disinquinamento elettrochimico. Il risultato che ci si propone di ottenere attraverso la modifica con argento è un forte aumento dell'attività nella degradazione riduttiva di molecole clorurate (ad esempio pesticidi). Oltre alle schiume d'argento commerciali, si potranno sottoporre a modifica feltri di carbonio preventivamente rivestiti di nickel con un processo PVD. Si completeranno indagini d'impedenza su processi di deposizione spontanea, finalizzate alla misura della velocità di deposizione in tempo reale. - Preparazione e caratterizzazione di elettrodi ad elevato sviluppo superficiale e porosità controllata e loro uso come elettrocatalizzatori o sensori. In particolare, ci si propone di realizzare elettrodi di leghe di Cu, compatti e porosi, e la loro applicazione alla riduzione di nitrati; elettrodi di Ag e sue leghe applicati alla riduzione di organoclorurati in ambiente acquoso. Si prevede altresì di realizzare la deposizione di Ni in presenza di opportuni templati e di testare le prestazioni del risultante elettrodo poroso nella riduzione di ossigeno o acqua ossigenata in soluzioni di pH neutro o comunque intermedio. Infine, si punterà a realizzare elettrodi macroporosi decorati più o meno estesamente con metalli nobili e applicarli a reazioni elettrochimiche di potenziale interesse. - Preparazione di film di Au nano-poroso per dealloying chimico allo scopo di approfondire l'indagine spettroscopica del materiale estendendola ad un largo range di lunghezze d'onda (Radiazione ad alta energia proveniente da sincrotrone, IR vicino e lontano) e di migliorarne le proprietà in possibili applicazioni analitiche o sensoristiche. Si realizzeranno trattamenti chimici/elettrochimici variando le condizioni di sintesi (temperatura, potenziale, agitazione) in modo da controllare le proprietà dimensionali, morfologiche e chimico-fisiche dei materiali. Si conta di studiare il comportamento di Au poroso decorato con nano-particelle di altri metalli al fine di conferirgli proprietà ottiche particolari, suscettibili di applicazione nella sensoristica. - Studi sperimentali mediante spettroscopia d'impedenza di sistemi elettrochimici a proprietà distribuite e sviluppo di modelli per l'analisi dei risultati. Le indagini condotte su sistemi metallo/rivestimento organico/soluzione corrosiva verranno estesi a sistemi soluzione/rivestimento/soluzione. I risultati sperimentali consentiranno di sottoporre ad ulteriore verifica i modelli sviluppati in anni recenti (Power-Law model). Il modello Power-Law verrà adattato alla geometria soluzione/rivestimento/soluzione. Questa geometria si presta meglio della geometria metallo/rivestimento/soluzione alla determinazione dell'assorbimento di liquido (water uptake) con metodi gravimetrici e ad analisi chimiche finalizzate a determinare la quantità di ioni assorbiti. Attraverso l'analisi congiunta di resistività (derivata dalle misure d'impedenza), assorbimento d'acqua e di ioni, si potrà giungere ad una descrizione coerente dei fenomeni che si verificano durante la degradazione dei sistemi di protezione anti-corrosiva, con l'obiettivo finale di migliorarne le prestazioni. - Si concluderà il progetto \"Nuovo processo a basso impatto ambientale ed a ridotto rischio operativo per il recupero ed il riciclo dei materiali costituenti le batterie al Piombo\". L'attività da svolgere consisterà principalmente in polarizzazione dei pastelli originati da recupero dei materiali esausti e stima della carica specifica che può essere scambiata nei processi redox. Si procederà alla stima comparativa delle proprietà di: 1) ordinari pastelli industriali; 2) pastelli recuperati in forma totalmente ossidata; 3) pastelli recuperati e parzialmente ridotti o mescolati con materiali contenenti piombo metallico. (literal)
Risultati attesi
  • Si prevede che l'attività di ricerca condotta nel 2015 potrà produrre (1) sistemi catalitici compositi basati su schiume metalliche modificate con metalli nobili (principalmente platino), in grado di catalizzare combustione catalitica di metanolo; (2) sistemi catalitici compositi basati su schiume metalliche modificate con argento, in grado di catalizzare la riduzione di inquinanti clorurati; (3) materiali elettrodici compositi per l'elettrolisi dell'acqua; (4) elettrodi macroporosi, ad esempio leghe porose di Cu o Ag, per applicazioni analitiche, energetiche o ambientali; (5) strati sottili di oro nano-poroso applicazioni nella sensoristica; (6) materiali elettrodici adatti all'impiego in sensori per la determinazione di inquinanti delle acque, ad esempio materiali elettrodici per la riduzione di nitrati; (7) modelli per l'interpretazione dei processi di degradazione di rivestimenti anti-corrosione; (8) caratterizzazione di materiali piombiferi rigenerati in processi di recupero e riciclo di batterie e confronto con materiali freschi. Nella maggior parte dei casi, si prevede la pubblicazione di articoli scientifici e la presentazione di comunicazioni a convegni scientifici. (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it