Materiali e dispositivi organici e ibridi per combustibili solari e fotosintesi artificiale (MIB-SOLAR)

cella DSSC con logo UNIMIB

Il fabbisogno energetico attuale è classificato in due settori principali: a) produzione di energia elettrica; b) produzione di reagenti e combustibili per l'industria chimica e il trasporto. Il nostro interesse è focalizzato sull'uso di fonti pulite, gratuite e abbondanti come la luce solare, l'acqua e l'anidride carbonica sia per applicazioni nel fotovoltaico, sia nella fotosintesi artificiale. Nei laboratori MIB-SOLAR e FLEXILAB, che dispongono di una camera bianca ISO7 e strutture all'avanguardia, studiamo materiali e dispositivi organici e ibridi per la fotosintesi artificiale e il fotovoltaico.

Fotosintesi artificiale: combustibili solari puliti e rinnovabili e prodotti chimici a base di carbonio

Nella nostra attività di ricerca, applichiamo l'approccio molecolare alla progettazione e allo studio di coloranti e catalizzatori per processi fotosintetici artificiali, ovvero scissione dell'acqua e riduzione dell'anidride carbonica. La scissione dell'acqua è in grado di produrre idrogeno, che può essere utilizzato come combustibile o reagente nell'industria chimica. La riduzione della CO2 offre una serie di prodotti chimici e combustibili strategici 1C, come HCOOH, CO, CH3OH e CH4.
Vengono utilizzati due approcci principali: a) fotocatalisi; b) celle fotoelettrochimiche (PEC). In particolare, focalizziamo la nostra attenzione sulla fotocatalisi sensibilizzata da coloranti e sulla PEC (DS-PEC), dove il componente chiave è un colorante che agisce da antenna molecolare in grado di assorbire efficacemente la luce solare sulla superficie di ossidi semiconduttori ad alto bandgap di tipo n e p come TiO2 o NiO.
L'obiettivo finale è un dispositivo integrato basato su materiali di partenza abbondanti e a basso costo: la foglia artificiale.

Fotovoltaico organico e ibrido di ultima generazione

Studiamo celle solari sensibilizzate con colorante (DSSC) in solventi acquosi ecologici non convenzionali basati su Deep Eutectic Solvents (DES) per evitare l'uso di componenti tossici e volatili.

Gruppo di ricerca

Laboratori

Hopp Lab – Edificio U5, Piano 2, locale 2043
Laboratorio MIBSOLAR – Edificio U5, Piano Terra, locale T057-T067

Facilities
  • Laboratori di sintesi e caratterizzazione organica completamente attrezzati.
  • Laboratori in camera bianca (MIB-SOLAR e FLEXILAB) per la preparazione e caratterizzazione di dispositivi fotocatalitici e fotoelettrochimici per la fotosintesi artificiale e il fotovoltaico.