91238 - ELECTROCHEMICAL SYSTEMS FOR ENERGY STORAGE AND CONVERSION

Conoscenze e abilità da conseguire

To acquire basic and technological knowledge of the most advanced materials for energy conversion systems such as lithium batteries, supercapacitors and fuel cells and of the main electrochemical techniques to test these systems.

Contenuti

Il corso consiste di 8 lezioni da 3 ore ciascuna (24 ore frontali) e da almeno 5 giornate di laboratorio più le lezioni propedeutiche per spiegare le esperienze per un totale di 24 ore.

Le nuove modalità di erogazione della didattica in sicurezza anti-COVID prevedono modifiche che influenzeranno soprattutto lo svolgimento dei laboratori. Tali modifiche dipenderanno anche dal numero degli studenti frequentanti effettivi in quanto le esperienze pratiche avranno luogo nel laboratorio di ricerca LEME. 

Lezioni

Aspetti elettrochimici di base di sistemi di accumulo e/o conversione dell'energia, quali batterie, supercapacitori e celle a combustibile.

Stato presente della tecnologia dei suddetti sistemi per diverse applicazioni nel campo del portatile (elettronica di consumo e dispositivi biomedicali), del trasporto (veicoli elettrici ed ibridi) e dello stazionario.

Ricerca e sviluppo di materiali elettrodici, elettrolitici ed elettrocatalitici con particolare riferimento a batterie primarie al litio e batterie ricaricabili litio-ione, supercapacitori a doppio strato, supercapacitori redox e ibridi.

Tecniche di indagine elettrochimica e chimico-fisica sui suddetti materiali e dispositivi.

Laboratorio

Si prevede di poter condurre almeno una esercitazione pratica sulle batterie, corredata anche da tutorial, in modo da consentire a tutti gli studenti di frequentare il laboratorio. Le esercitazioni sulla tecnica di impedenza elettrochimica verranno condotte in remoto con l'ausilio di simulazioni e di dati reali da elaborare, e anche l'esercitazione sui supercondensatori commerciali verrà condotta in remoto con l'ausilio di tutorial e di dati reali da elaborare.

Il programma specifico delle lezioni e dei laboratori verranno forniti agli studenti il primo giorno di lezione e verrà pubblicato su IOL.

Testi/Bibliografia

A lezione verranno date indicazioni sui testi di riferimento, tutti disponibili nelle biblioteche. Verranno inoltre forniti articoli e review di supporto.

Metodi didattici

Lezioni frontali e in remoto in cui verranno affrontati alcuni aspetti di base dei sistemi elettrochimici di accumulo e conversione dell'energia, lo stato della tecnologia di alcuni dispositivi e alcuni aspetti della ricerca e sviluppo di materiali per batterie al litio e supercapacitori.

Esercitazioni in presenza e in remoto che comprenderanno alcune fasi della preparazione dei campioni o della cella, l'elaborazione dai dati per la valutazione di alcuni parametri di interesse per i relativi sistemi di accumulo e conversione dell'energia, la simulazione di alcuni processi.

Eventuali lezioni a distanza si terranno sulla piattaforma Teams facendo uso degli strumenti del pacchetto Microsoft 365

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova finale è orale e mira a verificare, sulla base di un argomento a scelta 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. Come argomento a scelta lo studente potrà presentare una breve relazione (anche di gruppo) sotto forma di presentazione ppt su uno degli argomenti trattati corredata anche dai risultati dell'esercitazione corrispondente. La modalità di tali presentazioni verrà decisa durante lo svolgimento del corso assieme agli studenti e potrà avvenire anche in un momento diverso rispetto alla data dell'esame. Al voto contribuirà sia la capacità di esporre in modo sintetico e compiuto le specifiche tematiche della presentazione sia la correttezza delle risposte alle domande. 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.

NB: Le modalità di verifica dell'apprendimento potranno subire variazioni in caso si protraggano le misure di prevenzione della diffusione del COVID-19. Eventuali variazioni saranno comunicate tempestivamente dal docente.

Strumenti a supporto della didattica

Verranno fornite le presentazioni in power point utilizzate durante le lezioni, il materiale di approfondimento e i programmi per fare le simulazioni e l'elaborazione dei dati elettrochimici. Il materiale sarà caricato nel sito Insegnamenti on line [https://iol.unibo.it/] in anticipo rispetto alle lezioni corrispondenti. Si consiglia di consultare le presentazioni ppt prima della lezione in modo tale da poter seguire la lezione stessa in modo proattivo.

Eventuali lezioni a distanza si terranno sulla piattaforma Teams facendo uso degli strumenti del pacchetto Microsoft 365

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Catia Arbizzani