Materiali metallici e ceramici per l'accumulo, la produzione e la distribuzione dell'energia

Caratterizzazione chimico-fisica ed elettrica di elettroliti ceramici a conduzione protonica.

Caratterizzazioni elettrochimiche e misure di conducibilità su materiali ceramici, vetrosi e polimerici tramite spettroscopia ad alto modulo di impedenza (1013 Ω), in funzione della frequenza (10-4-107 Hz), della temperatura (da -260°C con criostato, fino a 1200°C), della pressione parziale di ossigeno (1 atm fino a 10-20 atm), sotto vuoto od in flusso di gas vari (es. Ar, N2, H2, COx, NOx, ecc.), nonché in condizioni di umidità variabile (0-100% di RH%, fino a 130°C). Determinazione dei contributi resistivi intragranulari (bulk) e intergranulari (grain-boundary), in funzione della temperatura, su ossidi ceramici policristallini. Determinazione della temperatura critica di transizione e della conducibilità su materiali superconduttori (fino a 10 K) con tecnica di misura della resistenza di bulk in corrente continua a 4 elettrodi (da 10-6 a 108 Ω). Misure di potere termoelettrico su materiali ceramici e superconduttori.

Misure di capacità termica, calore di reazione, di fusione (da -150 a 1500°C), con calorimetro differenziale a scansione DSC in simultanea con termogravimetria (TGA), con analisi dei gas svolti. Determinazione delle temperature di transizione di fase con DTA (fino a 1600°C). Misure di coefficiente di espansione termica, di proprietà meccaniche e dielettriche mediante TMA, DMA e DEA, rispettivamente.

Caratterizzazioni strutturali di bulk e film sottili con misure di diffrazione X da polveri per la determinazione delle fasi e delle costanti reticolari di campioni policristallini, nel campo da -190°C fino a 1200°C, in atmosfera controllata o sotto vuoto. Metodi di Rietveld per il raffinamento dei parametri strutturali. Misure di riflettività di raggi X (XRR) per lo studio dello spessore di film sottili.

Caratterizzazioni strutturali mediante spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) per liquidi e stato solido, con tecnica di Magic Angle Spinning (MAS).

Indagini microstrutturali e di superficie tramite microscopio elettronico a scansione (SEM, con microanalisi), spettrometri EPR, MicroRaman, UV ed IR, FTIR.

Competenze specifiche nella preparazione di materiali ceramici e polimerici per l’energetica (celle a combustibile SOFC e PEMCF, batterie ricaricabili, pile), di materiali per l’elettrochimica, la sensoristica, l’elettronica,  in svariati campi applicativi (superconduttori, magneto-resistori, supercapacitori, optoelettronici, assorbitori specifici di ioni), nonche’ per applicazioni meccaniche e termiche (abrasivi, intermetallici, compositi metallo-ceramici). Inoltre, competenze nelle differenti tecniche di sinterizzazione, casting, sol-gel e aerogel, di deposizione di film sottili con metodi di RF sputtering e Spin Coating, nonche’ di utilizzo di tecniche avanzate di Combustion Synthesis e Spark Pasma Sintering.