99555 - PLASMA INDUSTRIAL APPLICATIONS M

Scheda insegnamento

  • Docente Matteo Gherardi

  • Moduli Matteo Gherardi (Modulo 1)
    Matteo Gherardi (Modulo 2)
    Romolo Laurita (Modulo 3)

  • Crediti formativi 6

  • SSD ING-IND/18

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1)
    Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
    Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 3)

  • Lingua di insegnamento Inglese

  • Campus di Bologna

  • Corso Laurea Magistrale in Ingegneria energetica (cod. 0935)

SDGs

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

Sconfiggere la fame Salute e benessere Energia pulita e accessibile Imprese innovazione e infrastrutture

Anno Accademico 2022/2023

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente è in grado di caratterizzare lo stato dell’arte dei processi industriali assistiti da plasmi termici (caldi) per la produzione e il trattamento di materiali ad alto valore aggiunto, nonché di analizzare le più recenti tecnologie che fanno uso di plasmi di non equilibrio a pressione atmosferica (freddi), per applicazioni in vari settori legati all’industria energetica, meccanica e biomedica. Durante il corso, di tali tecnologie saranno approfonditi i punti di vista progettuale, di sostenibilità economica e quello dell’analisi sperimentale. Lo studente inoltre ha conoscenza dei principali strumenti adottati in ambito di protezione della proprietà intellettuale (brevetti e articoli scientifici) e dispone di metodologie per la loro analisi sistematica. Lo studente è inoltre in grado di sintetizzare brevetti e articoli scientifici e contestualizzarli rispetto allo stato dell’arte del settore industriale di riferimento.

Contenuti

Advanced industrial applications are characterized by the common need for innovative treatments that modify the properties of different materials (which might occur in liquid, solid or gaseous phase and can even be biological materials). Plasma, an ionized gas capable of conducting heat and electricity and consisting of electrons, ions, neutrals and radical species, has an extraordinary potential linked to its numerous active agents that give the technology the versatility required to adapt even to the most innovative and complex applications. Controlling plasma characteristics and optimizing them for specific applications requires physical and engineering skills combined with a strongly interdisciplinary problem-solving approach.

After a brief introduction aimed at providing students with the fundamentals of i) plasma physics and chemistry and ii) intellectual property protection, the course will focus on plasma industrial applications. In particular, the following topics will be illustrated:

  • Plasma catalysis for carbon capture, methane reforming, pyrolysis and coupling
  • Material processing for microelectronic, energy, biomedical and manufacture sectors
  • Inductively coupled thermal plasmas for the synthesis of nanomaterials
  • Gas discharge lighting
  • Plasma assisted decontamination in the agrifood chain
  • Plasma medicine and plasma technologies for medical therapies
During the course, plasma technologies will be discussed in terms of design, intellectual property, economic sustainability and experimental analysis.

Testi/Bibliografia

  • Lieberman, Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, John Wiley & Sons, Inc. (2005)
  • Fridman, Plasma Chemistry, Cambridge University Press, Cambridge UK (2008)
  • Parvulescu, Magureanu, Lukes. Plasma Chemistry and Catalysis in Gases and Liquids, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, USA (2012)

Metodi didattici

Lectures with overhead projector and slides

Problem based exercises

Flipped class exercises

Group works

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Examination procedures: exercises to be carried out during the course (1/3 of the mark) and oral exam (2/3 of the mark)

Strumenti a supporto della didattica

Supporting documents made available on Virtuale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Matteo Gherardi

Consulta il sito web di Romolo Laurita