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UNIFIND - Competenze e Professionalità

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  1. Strutture

Materiali Innovativi per l’Energia

Gruppo
Le attività di ricerca del gruppo IME riguardano lo studio di materiali funzionali impiegati per la produzione/immagazzinamento di energia in dispositivi quali celle solari, sistemi per la conversione dell'energia solare in combustibili e supercondensatori. I materiali principalmente investigati sono perovskiti e materiali 2D (quali grafene e dicalcogenuri di metalli di transizione), sistemi di grande attualità nel panorama scientifico mondiale grazie alle loro proprietà opto-elettroniche ed alla possibilità di produrli in dispersioni o soluzioni liquide (permettendo di fabbricare i dispositivi con tecniche a basso costo e potenzialmente utilizzabili su scala industriale). Nello specifico, le linee di ricerca del gruppo si possono raggruppare in: 1. Studio delle proprietà strutturali, vibrazionali, termiche ed optoelettroniche di materiali funzionali per l’energia, anche in condizioni estreme (basse temperature, alte pressioni) 2. Fabbricazione e caratterizzazione di alcuni tipi di celle solari, sistemi per la conversione dell'energia solare in combustibili e supercondensatori L’obiettivo principale è quello di contribuire alla comprensione dei meccanismi fisico-chimici alla base del funzionamento di tali materiali nel settore delle energie pulite e rinnovabili. Tale missione permette da un lato di concepire nuove soluzioni tecnologiche per migliorare le performances dei dispositivi, dall’altro di analizzare e comprendere processi fisico-chimici presenti anche in altri tipi di sistemi.
Indirizzo:
Campus Scienze – Università degli Studi di Messina, v.le F. Stagno D’Alcontres, 31
Periodo di attività:
(gennaio 1, 2019 - )
  • Dati Generali
  • Aree Di Ricerca
  • Afferenze
  • Contatti

Dati Generali

Acronimo

IME

Tipo

Gruppo di ricerca coordinata

Strutture collegate (2)

Dipartimento di Scienze chimiche, biologiche, farmaceutiche e ambientali
Dipartimento di Scienze matematiche e informatiche, scienze fisiche e scienze della terra

Aree Di Ricerca

Settori (22)


72.19.09 - Ricerca e sviluppo sperimentale nel campo delle altre scienze naturali e dell'ingegneria

PE2_7 - Atomic, molecular physics - (2020)

PE3_1 - Structure of solids, material growth and characterisation - (2020)

PE3_2 - Mechanical and acoustical properties of condensed matter, Lattice dynamics - (2020)

PE3_3 - Transport properties of condensed matter - (2020)

PE3_4 - Electronic properties of materials, surfaces, interfaces, nanostructures, etc. - (2020)

PE3_5 - Physical properties of semiconductors and insulators - (2020)

PE3_6 - Macroscopic quantum phenomena: superconductivity, superfluidity, etc. - (2020)

PE3_7 - Spintronics - (2020)

PE4_1 - Physical chemistry - (2020)

PE4_12 - Chemical reactions: mechanisms, dynamics, kinetics and catalytic reactions - (2020)

PE4_14 - Radiation and Nuclear chemistry - (2020)

PE5_1 - Structural properties of materials - (2020)

PE5_10 - Colloid chemistry - (2020)

PE5_18 - Medicinal chemistry - (2020)

PE5_2 - Solid state materials - (2020)

PE5_4 - Thin films - (2020)

PE5_8 - Intelligent materials – self assembled materials - (2020)

Goal 13: Climate action

Goal 7: Affordable and clean energy

Settore CHIM/04 - Chimica Industriale

Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale

Parole chiave (7)

  • ascendente
  • decrescente
FISICA DEI MATERIALI (PHYSICS OF MATERIALS)
FOTOSINTESI ARTIFICIALE (ARTIFICIAL PHOTOSYNTHESIS)
FOTOVOLTAICO (PHOTOVOLTAICS)
MATERIALI 2D (2D MATERIALS)
NANOMATERIALI (NANOMATERIALS)
PEROVSKITI (PEROVSKITES)
SUPERCONDENSATORI (SUPERCAPACITORS)
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Descrizione linee ricerca

1. Studio delle proprietà strutturali, vibrazionali, termiche ed optoelettroniche di materiali funzionali per l’energia, anche in condizioni estreme (basse temperature, alte pressioni) Tali ricerche sono fondamentali per comprendere compiutamente il ruolo di vari processi fisico-chimici nel determinare le performances di materiali funzionali impiegati nel settore dell’energia. In particolare, le attività svolte riguardano: dinamica del trasporto di cariche, interazione elettrone-fonone, anarmonicità, fononi soffici e ruolo del disordine. Questi aspetti influenzano profondamente le proprietà strutturali, vibrazionali, termiche ed optoelettroniche, pertanto la loro accurata caratterizzazione permette di ricavare informazioni fondamentali sui processi che le limitano. Ad esempio, nelle perovskiti ibride i componenti organici impiegati contribuiscono alla risposta vibrazionale del materiale con dei modi fononici, di bassa energia, che influiscono sui processi di interazione elettrone-fonone e sulla conducibilità termica di tali materiali. Inoltre, tali studi vengono condotti anche in condizioni estreme (basse temperature, fino a 1 K ed alte pressioni, fino a 50 GPa), con l’obiettivo di investigare aspetti altrimenti mascherati dalle condizioni ambientali. Un interessante esempio è l’insorgenza di superconduttività e charge density waves in alcuni dicalcogenuri di metalli di transizione ad alte pressioni e/o basse temperature. 2. Fabbricazione e caratterizzazione di celle solari, sistemi per la conversione dell'energia solare in combustibili e supercondensatori La realizzazione di dispositivi è un aspetto chiave per individuare quali materiali e strategie bisogna migliorare per la diffusione su scala industriale di tecnologie energetiche innovative. Nello specifico, il gruppo ha esperienza nella produzione di elettrodi per supercondensatori, celle solari a perovskite e foto-elettrodi per processi di conversione dell’energia solare in combustibili (quali H2 e prodotti della riduzione di CO2 e N2). Tali dispositivi vengono generalmente prodotti sfruttando tecniche di deposizione da fase liquida, permettendo quindi la potenziale realizzazione su larga scala e basso costo dei prototipi ottenuti. Inoltre, tali dispositivi vengono caratterizzati dal punto di vista elettrico, elettrochimico ed elettronico per valutarne le performance ed individuare le possibili strategie di miglioramento da dover implementare. Attività e prodotti delle Linee 1 e 2: pubblicazioni, comunicazioni a congresso, tesi di laurea e di dottorato, seminari, organizzazione delle tre edizioni della conferenza internazionale “Innovative Materials for Energy”.
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Afferenze

Referenti

D'ANGELO Giovanna

Partecipanti (6)

BRANCA Caterina
CENTI Gabriele
COSIO Emanuele
PERATHONER Siglinda
VASI Sebastiano
VERDUCI Rosaria

Contatti

Indirizzo Email (2)

gdangelo@unime.it
mauro.federico@unime.it

Sito Web

https://www.unime.it/it/dipartimenti/mift/nano-materiali-applicazioni-energetiche
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