Abstract
Lo scopo del progetto LEAF è la progettazione e lo sviluppo di un sistema fotoelettrochimico modulare per la produzione disaccoppiata di combustibili solari e l’implementazione di un panorama energetico a zero emissioni di carbonio. I principali vantaggi dell’approccio LEAF rispetto alla fotolisi diretta dell’acqua sono: (i) velocità della reazione di sviluppo dell'idrogeno non limitata dalla reazione di sviluppo dell'ossigeno; (ii) nessuna miscelazione di idrogeno e ossigeno gassosi mediante separazione fisica dei due processi; (iii) funzionamento in condizioni più blande, senza interferenze dovute alla possibile produzione di specie reattive all'ossigeno.
Risultati raggiunti
Alla conclusione del progetto LEAF, le attività svolte hanno consentito di raggiungere pienamente gli obiettivi previsti, definendo e validando un approccio modulare per la produzione disaccoppiata di combustibili solari. Il consorzio ha realizzato le attività di sintesi dei materiali, la loro caratterizzazione e integrazione in dispositivi fotoelettrochimici. Sono stati sviluppati fotoanodi di ematite drogata con titanio e modificata con MXeni Ti3C2Tx, ottenendo un miglioramento della separazione di carica, del trasporto interfaciale e della risposta fotoelettrochimica. Le analisi SEM–EDX, EIS, ToF-SIMS e Mott–Schottky hanno chiarito il ruolo degli MXeni nel ridurre la ricombinazione e nel modulare le proprietà elettroniche dei film. Parallelamente, sono state esplorate architetture a nanotubi di TiO2 e fotocatodi basati su NiO. Sono stati inoltre studiati catalizzatori a base di nichel per l’ossidazione dell’acqua e diversi mediatori redox, individuando criteri utili per architetture disaccoppiate efficienti e reversibili. Il risultato più rilevante è stato l’inserimento dei materiali ottimizzati in una cella fotoelettrochimica a flusso: la configurazione ha mostrato buona stabilità, elevata riproducibilità sotto cicli luce/buio e prestazioni dipendenti in modo controllato dalla geometria del dispositivo, con efficienze faradiche superiori al 90% ed elevate densità di corrente. Il progetto ha inoltre prodotto pubblicazioni scientifiche e un’intensa attività di disseminazione verso comunità scientifica, studenti e pubblico.Project details
Unibo Team Leader: Paola Ceroni
Unibo involved Department/s:
Dipartimento di Chimica "Giacomo Ciamician"
Coordinator:
ALMA MATER STUDIORUM - Università di Bologna(Italy)
Total Eu Contribution: Euro (EUR) 233.828,00
Total Unibo Contribution: Euro (EUR) 93.581,00
Project Duration in months: 24
Start Date:
30/11/2023
End Date:
29/11/2025
