B7260 - ENERGIE RINNOVABILI E TRANSIZIONE ENERGETICA: MATERIALI, PROCESSI, DISPOSITIVI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente avrà competenze sulle principali sintesi di materiali ossidici, le tecnologie di formatura e sulla caratterizzazione completa di polveri e sospensioni per lo sviluppo di materiali per le energie rinnovabili. Saranno affrontate tutte le fasi che portano allo sviluppo di un dispositivo energetico, partendo dai metodi più diffusi per la preparazione di polveri (anche di dimensione nanometrica), passando ai processi di deposizione di film (come serigrafia, colaggio su nastro, inkjet) fino alla produzione ed al testing dei dispositivi finali. Al termine del corso lo studente sarà in grado di valutare l’influenza dei diversi parametri di processo sulle proprietà e le caratteristiche strutturali dei componenti e dispositivi prodotti, anche nell’ottica di un trasferimento da scala di laboratorio a scala industriale. La comprensione degli aspetti applicativi e delle problematiche legate alla produzione di dispositivi per le energie rinnovabili sarà favorita da frequenti visite ai laboratori del Consiglio Nazionale delle Ricerche dove si svolge quotidianamente ricerca applicata e trasferimento industriale in questo ambito.

Contenuti

• Introduzione al “problema energetico”, energie rinnovabili e transizione energetica.
• Sintesi del materiale: Metodi di sintesi di polveri per applicazioni energetiche.
• Produzione di dispositivi: celle a combustibile-elettrolizzatori ad ossidi solidi (SOC). Preparazione di sospensioni per i processi colloidali. Caratterizzazione di sospensioni. Processi di colaggio su nastro e serigrafia. Le celle ad ossidi solidi: introduzione alla tecnologia, applicazioni per la produzione energetica e storage di idrogeno.

  Laboratori: Caratterizzazione reologica e di polveri. Colaggio su nastro e serigrafia per la produzione di una cella ad ossidi solidi.

• Sviluppo di dispositivi: celle solari di terza generazione (DSSC). Processi di inkjet printing e spin coating. Celle solari di terza generazione e principio teorico. Fotovoltaico di nuova generazione: celle, moduli e fibre DSSC.

Laboratori: Produzione di film sottili mediante inkjet printing o spin coating. Produzione e caratterizzazione funzionale di una cella di terza generazione.

Testi/Bibliografia

Diapositive fornite dal docente, non è necessario l’acquisto di alcun testo.

Bibliografia utile:

- James S. Reed. Principle of ceramic processing, 2nd Edition. Wiley, 1995.

- San Ping Jiang , Qingfeng Li. Introduction to Fuel Cells, Electrochemistry and Materials. Springer, 2022.

Metodi didattici

Le lezioni didattiche saranno svolte con la partecipazione dei docenti: Dott. Nicola Sangiorgi e dott. Alex Sangiorgi.

Lezioni frontali con il supporto di presentazioni elettroniche.

Utilizzo di prototipi di tecnologie energetiche per la comprensione dei principi di funzionamento.

Esperienze pratiche di laboratorio.

Lavoro di gruppo su tematiche correlate al corso.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova d’esame mira a verificare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:

• capacità di descrivere i più importanti componenti e le procedure per la preparazione di sospensioni colloidali, nonché per la caratterizzazione di polveri e sospensioni;
• capacità di descrivere i processi colloidali facilmente industrializzabili trattati nel corso, nonché i parametri di processo necessari per ottenere elementi e dispositivi con le caratteristiche desiderate;
• capacità di comprendere e correlare le proprietà e le caratteristiche degli elementi costituenti con le proprietà funzionali del dispositivo sviluppato.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova finale da sostenersi al termine del corso. La prova si articola in:

a) una presentazione orale sul contenuto di un articolo scientifico concordato tra docente e studente;

b) un colloquio orale.

Modalità di svolgimento:

1. presentazione orale: preparazione di una presentazione che riassuma il contenuto di un articolo scientifico concordato tra docente e studente, con successiva esposizione e discussione davanti a studenti e docenti del corso. L’obiettivo è sviluppare la capacità critica di sintesi e la chiarezza espositiva nella presentazione di un lavoro scientifico. Il risultato di questa prova contribuisce per il 50% alla valutazione finale.
2. Esame orale: colloquio individuale, da sostenersi nello stesso appello, volto a verificare l’assimilazione dei principali argomenti trattati durante il corso. Il risultato concorre per il restante 50% alla valutazione finale.

Strumenti a supporto della didattica

Il corso si svolge attraverso lezioni ed attività esercitazionali svolte in aula con collegamento online.

Queste attività si avvalgono anche di supporti quali presentazioni power point, filmati e schematizzazioni alla lavagna; tutto il materiale didattico presentato è accessibile agli studenti sull'applicativo della didattica https://virtuale.unibo.it/

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Angela Gondolini