67051 - CHIMICA FISICA DI DISPOSITIVI PER L'AMBIENTE E L'ENERGIA

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce i principi chimico-fisici che stanno alla base del funzionamento di importanti dispositivi attualmente impiegati per l'abbattimento di inquinanti atmosferici e per ottenere energia con basso impatto ambientale, quali marmitte catalitiche, celle a combustibile, pannelli fotovoltaici. Lo studente apprende anche quali specifiche caratteristiche devono possedere i materiali impiegati in tali dispostivi per ottimizzarne il funzionamento.

Programma/Contenuti

Richiami di termodinamica, di cinetica e di catalisi.
Adsorbimento: fisi- e chemisorbimento. Chemisorbimento associativo e dissociativo. Principi di cinetica elettrodica. Celle a combustibile. Celle a combustibile microbiche.

Semiconduttori. Schemi di conversione dell'energia solare: sistemi fotovoltaici, celle fotoelettrochimiche (Gratzel), foto/elettrodissociazione dell'acqua. Catalizzatori per il "water splitting".

Testi/Bibliografia

I. Chorkendorff, Concepts of Modern Catalysis and Kinetics 2003 Wiley-VCH Weinheim
P. Atkins Chimica Fisica 2012 Zanichelli Bologna

Metodi didattici

Lezioni frontali che affronteranno alcuni aspetti fondamentali della chimica fisica dei sistemi per l'ambiente e l'enegia, dello stato della tecnologia di alcuni dispositivi e di alcuni aspetti della ricerca e dello sviluppo di materiali per celle a combustibile, elettrolizzatori, celle solari (DSSC).

Esercitazioni che includeranno la preparazione di campioni e/o lo studio dei dispositivi, la raccolta di dati sperimentali e l'elaborazione dei dati per la valutazione di alcuni parametri di interesse per i sistemi studiati.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La prova finale è orale e mira a verificare, sulla base di un argomento a scelta dello studente e di due o più domande sui principali argomenti trattati, sia l'acquisizione delle conoscenze previste dal programma del corso che la capacità dello studente di sapersi muovere all'interno degli argomenti trattati, anche utilizzando il materiale bibliografico fornito dal docente. Lo studente dovrà inoltre presentare una breve relazione per ciascuna delle esperienze di laboratorio, che potrà essere anche una relazione di gruppo. Lo studente riceve un voto in base alla capacità di esporre in modo sintetico e compiuto le specifiche tematiche ed in base alle relazioni sulle attività di laboratorio. Una visione organica e critica degli argomenti trattati e la padronanza di linguaggio specifico verranno valutati molto positivamente; la conoscenza mnemonica della materia, la mancanza di sintesi e un linguaggio non sempre appropriato verranno invece valutati meno positivamente.

Strumenti a supporto della didattica

Verranno fornite le presentazioni in power point utilizzate durante le lezioni e materiale di approfondimento. Tale materiale viene messo a disposizione dello studente in formato elettronico tramite internet. Le presentazioni in power point utilizzate durante le lezioni saranno caricate nel sito http://campus.unibo.it/ in anticipo rispetto alle lezioni corrispondenti. Si suggerisce di scaricare le presentazioni e di consultarle prima della corrispondente lezione.

Link ad altre eventuali informazioni

https://site.unibo.it/leme/en; http://www.ciam.unibo.it/emfm

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Catia Arbizzani

Consulta il sito web di Giovanni Valenti