Crescita con metodi fisici di nanoparticelle, film sottili e materiali nanostrutturati. Indagine di struttura e
morfologia mediante diffrazione di raggi X,
microscopia elettronica e tecniche spettroscopiche. Caratterizzazione di proprietà fisico-chimiche.
Materiali studiati: Idruri metallici per stoccaggio di idrogeno allo stato solido; ossidi semiconduttori per conversione di energia solare tramite processi fotocatalitici e fotoelettrochimici; nanoparticelle metalliche.
Idrogeno nei solidi: la ricerca di materiali
idonei all'accumulo di idrogeno per applicazioni mobili e stazionarie è oggetto di grande interesse a livello
internazionale. Fra i materiali potenzialmente interessanti è degno di nota il magnesio, che presenta un'alta capacità gravimetrica di idrogeno (7.6% in peso per l'idruro MgH2)
ma soffre di problemi di natura cinetica e termodinamica, ovvero lentezza di
reazione e alte temperature di decomposizione. Nei nostri laboratori abbiamo sviluppato la sintesi mediante condensazione in fase gassosa di nanoparticelle a base di Mg e di nanocompositi MgH2-TiH2, che presentano cinetiche di assorbimento e desorbimento di idrogeno molto veloci anche a temperature di circa 150 °C. Inoltre studiamo le cinetiche di trasformazione e la termodinamica del sistema metallo-idrogeno (diagramma
pressione-temperatura) con tecniche di analisi termica. I materiali preparati sono inoltre
oggetto di un approfondito studio strutturale con diffrazione e
assorbimento di raggi X, sia in laboratorio che presso sorgenti di
luce di sincrotrone, e con microscopia elettronica in scansione e trasmissione in collaborazione con l'Istituto IMM-CNR di Bologna.
Ossidi semiconduttori per conversione di energia solare: usiamo tecniche fisiche quali magnetron sputtering, evaporazione termica e condensazione in gas inerte per la crescita di nanoparticelle e film sottili semiconduttori per conversione foto-elettrochimica di energia solare e fotocatalisi. Questa attività è svolta in parte nell'ambito del progetto CONDOR finanziato dalla Commissione Europea, programma H2020 (condor-h2020.eu/). I materiali prodotti sono
oggetto di indagine mediante microscopia elettronica, diffrazione
di raggi X e misure foto-elettrochimiche.
