Referente: Marcella Bini

Membri del gruppo: Marco Ambrosetti, Chiara Milanese, Alessandro Girella

La domanda di energia a seguito della diffusione su larga scala di dispositivi quali veicoli elettrici e dispositivi elettronici portatili sta aumentando enormemente. E’ altresì necessario però ridurre l’impiego dei combustibili fossili per la salvaguardia del clima attuando la urgente transizione verde richiesta a livello globale. Le fonti di energia rinnovabili però (come il sole o il vento) sono intermittenti e sono quindi necessari sistemi di accumulo di energia per le applicazioni stazionarie. Tra i sistemi più efficaci in termini di prestazioni ci sono le batterie, in particolare quelle al litio già sul mercato da diversi anni ma destinate ad essere soppiantate da alternative più sostenibili come quelle al sodio.
Nell’ambito di questa attuale tematica, ci occupiamo della sintesi mediante differenti metodi (in soluzione, a stato solido, per sputtering o elettrospinning) di materiali catodici e anodici per batterie a ioni litio e sodio. Tutti i materiali sintetizzati vengono caratterizzati dal punto di vista chimico fisico (misure di diffrazione a raggi X con raffinamenti strutturali, SEM/EDS, spettroscopie Micro-Raman, FT-IR, EPR e Mössbauer) ed elettrochimico (misure di voltammetria ciclica, galvanostatiche e di spettroscopia d’impedenza) per valutare le prestazioni in semicelle. La comprensione dei meccanismi delle reazioni coinvolte può necessitare di misure in Large Facilities (Elettra, ESRF), quali diffrazione e spettroscopia EXAFS o Raman operando.

Università di Pavia (Dipartimento di Fisica),
Università di Firenze,
Università di Chieti,
Politecnico di Torino,
Azienda RSE

Daniele Spada, Matteo Aramini, Maria Fittipaldi, Alberto Cini, Martina Fracchia, Paolo Ghigna, Alessandro Girella, Chiara Milanese, Marcella Bini.
Spectroscopic techniques and DFT calculations to highlight the effect of Fe3+ on the properties of FeNb11O29, anode material for Lithium-ion Batteries,
J. Phys Chem C, (2022) 126, 4698-4709; doi: 10.1021/acs.jpcc.1c10573

Daniele Spada, Pantaleone Bruni, Stefania Ferrari, Benedetta Albini, Pietro Galinetto, Vittorio Berbenni, Alessandro Girella, Chiara Milanese, Marcella Bini.
Self-supported fibrous Sn/SnO2@C nanocomposite as superior anode material for lithium-ion batteries, Materials
Special Issue Photo/Electrochemical Properties and Applications of Inorganic Nanomaterials (2022), 15, 919, doi: 10.3390/ma15030919

Daniele Spada, Benedetta Albini, Pietro Galinetto, Daniele Versaci, Carlotta Francia, Silvia Bodoardo, Giorgio Bais, Marcella Bini.
FeNb11O29, Anode Material for High-power LIBs: Pseudocapacitance and Symmetrisation Unravelled with Advanced Electrochemical and In Situ/Operando Techniques,
Electrochimica Acta 393 (2021) 139077, doi: 10.1016/j.electacta.2021.139077