ChIMICA PER L'ENERGIA

Batterie, sistemi per accumulo e rilascio di energia elettrica.

Lo sviluppo di tecnologie efficienti e affidabili che consentano di immagazzinare e rilasciare ciclicamente energia è di fondamentale importanza per lo sfruttamento ottimale delle fonti rinnovabili intermittenti e per la loro integrazione nelle reti di distribuzione. Le batterie agli ioni di litio (LIB) sono oggi una delle tecnologie di riferimento per quanto riguarda l’accumulo/utilizzo di energia elettrica. Le attività da noi svolte in questo settore comprendono lo studio di sistemi organici redox pseudocapacitivi come catodi sostenibili per LIB e di componenti organici applicabili mediante deposizioni controllate o elettropolimerizzazione da impiegare in batterie di tipo Metallo-aria per prevenire la degradazione dei materiali e ridurre l’alta sovratensione di ricarica legata alla precipitazione di ossidi sulla superficie del catodo.  Da questo punto di vista il modeling computazionale  assume un ruolo di primaria importanza nella razionalizzazione delle relazioni tra funzionalizzazione chimica e potenziale di elettrodo.

Materiali piezoelettrici e termoelettrici per harvesting energia

I generatori piezoelettrici hanno un grande potenziale per alimentare dispositivi portatili a bassa potenza e sistemi elettronici autoalimentati mediante estrazione di energia meccanica. Il vantaggio del meccanismo piezoelettrico rispetto ad altri meccanismi di conversione risiede nella sua elevata densità di energia e scalabilità su un'ampia gamma di dimensioni. I generatori termoelettrici convertono un gradiente di temperatura direttamente in corrente elettrica e viceversa, ossia possono essere usati sia per il recupero del calore in eccesso, o come sistemi per il raffreddamento senza l'uso di fluidi termici dannosi per l'ambiente. 

Concentratori solari e rivestimenti per smart windows

I sistemi di conversione a concentrazione sono usati per la cattura efficiente della luce solare e realizzazione di rivestimenti antiriflesso per smart windows. Concentratori solari luminescenti (LSC) per la cattura della luce solare incidente su aree estese (finestre), la sua concentrazione sulle aree attive dei dispositivi PV con conversione dell'energia solare nella zona spettrale della loro massima efficienza. Materiali per LSC comprendono matrici polimeriche, cromofori organici, metallorganici, nanoparticelle polimeriche ed inorganiche opportunamente funzionalizzate, sistemi nanostrutturati host-guest organici ed ibridi che sfruttano processi di trasferimento di energia FRET altamente efficienti. Rivestimenti micro/nanostrutturati con proprietà antiriflesso, autopulenti. Pigmenti IR trasparenti per "cool roofing".