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

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Energia pulita e accessibile Consumo e produzione responsabili Lotta contro il cambiamento climatico

Anno Accademico 2021/2022

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.

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'energia, 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.

Il numero di ore dedicate al laboratorio potrà variare sulla base del numero degli studenti frequentanti in quanto le esercitazioni saranno condotte nei laboratori di ricerca dei docenti.

Gli studenti sceglieranno inoltre una tipologia di dispositivo da approfondire con una ricerca bibliografica e il supporto dei docenti. Al termine di tale attività gli studenti elaboreranno i concetti così ottenuti che saranno discussi sotto forma di presentazione ppt. Tale attività potrà anche essere svolta in piccoli gruppi e costituirà elemento di valutazione per il voto finale. 

 

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 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 preparare una breve presentazione su un argomento a scelta (vedi Metodi Didattici) da mostrare alla classe in una giornata dedicata a fine corso. Lo studente riceve un voto in base alla capacità di esporre in modo sintetico e compiuto le specifiche tematiche ed in base alla presentazione. 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 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 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. Si suggerisce di scaricare (o stampare) le presentazioni e portarle a lezione in modo tale da poterle integrare con appunti.

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

Consulta il sito web di Giovanni Valenti