Referente: Prof. Eliana Quartarone
Membri del gruppo: Daniele Callegari (PhD), Stefania Davino (PhD), Camilla Rosa (PhD), Pietro Cattaneo (PhD), Andrea Bianchi (Fellow)
Laboratorio: EMEC_Lab Lab of Energy Materials and Electrochemistry
Il campo di ricerca di EMEC_Lab è focalizzato sullo sviluppo di materiali avanzati per celle a combustibile e batterie. Tali tecnologie deveno essere implementate in termini di durata, costo per energia immagazzinata e sostenibilità. Alcuni problemi cruciali, dannosi per le loro prestazioni funzionali, sono legati alla chimica-fisica dei materiali elettroattivi, selezionati come elettrodi ed elettroliti. In questo contesto, i temi di ricerca di EMEC_Lab puntano all'ottimizzazione dei materiali attraverso moderne strategie di neutralità chimica (es. chimica verde, introduzione di funzionalità autoriparanti, uso di opportuni additivi, ecc.) tenendo conto di aspetti fondamentali quali sicurezza, impatto ambientale e riciclo/riuso. Tutti i materiali sono studiati dal punto di vista strutturale (XRD), morfologico (SEM-EDX, AFM, TEM), meccanico (DMA, reologia), termico (DSC, TGA, STA-GC/MS-FTIR, ARC), spettroscopico (FTIR, RAMAN, XAS) e funzionale (caratterizzazione elettrochimica). Particolare attenzione è dedicata all’uso di tecniche operando (es. XAS, XRD, RAMAN) per la comprensione dei meccanismi elettrochimici durante il funzionamento del dispositivo.
L'attività di ricerca riguarda:
Celle a combustibile a bassa temperatura (PEMFC)
- Membrane a scambio protonico per celle a combustibile a bassa temperatura (compositi e polimeri a base di polibenzimidazolo)
Batterie agli ioni di litio e post-Litio.
- Elettrolita: Liquidi (liquidi ionici, solventi eutettici profondi ed elettroliti concentrati), Polimeri (gel, sistemi solidi e quasi-solidi), elettroliti inorganici;
- Anodo: materiali 2D, leghe e ossidi;
- Catodi con differenti strutture per l'inserimento di Li e Na;
- Nuove tecnologie: nanoarchitetture, stampa 3D tramite additive manufacturing e litografia soft, deposizione di film sottili;
- Riciclo e Recupero per un'economia circolare.
Il gruppo ha all’attivo numerose collaborazioni con l’industria (Solvay, ENI, European recycling Platform), con altre università ed istituti di ricerca sia italiani che esteri e con le più importanti piattaform di ricerca e community sulle batterie dell’Unione Europea (e.g. Battery Europe and Battery European Partenership Association), di cui la Prof.ssa Quartarone è membro attivo ed esperto tecnico.