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Materiali per l'energia con laboratorio

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MATERIALS FOR ENERGY WITH LABORATORY

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Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
MFN1258
Docenti
Prof. Silvia Bordiga (Titolare del corso)
Dott. Francesca Carla Bonino (Titolare del corso)
Corso di studio
Scienza e Tecnologia dei Materiali
Anno
3° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/02 - chimica fisica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenze base di Chimica Generale, Chimica dei Materiali, Cristallografia, Chimica Fisica I e II.
Basic knowledge of Chemistry, Chemistry of materials, Crystallography, Physical Chemistry I and II.
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Il corso prevede di far conoscere le principali fonti energetiche ed alcune tipologie di materiali sviluppati per la produzione, conversione, immagazzinamento, trasporto di energia. Lo studente apprenderà le caratteristiche dei materiali che possono contribuire ad usare meglio le risorse energetiche non rinnovabili (carbone, petrolio, gas naturale) e le tipologie di materiali utili per “mitigare” l’impatto ambientale degli inquinanti prodotti. Lo studente acquisirà competenze sui materiali per il fotovoltaico, i materiali per la produzione e stoccaggio di idrogeno, i sistemi in fase di studio per la riconversione dell’anidride carbonica.

The course illustrates the principal energetic sources and some categories of materials developed to produce, convert, store and transport energy. The student will learn the characteristic of the materials that can contribute to use better the resources not renewable (carbon, oil and natural gas) and materials useful to “mitigate” environment impact of pollutants. The student will learn about photovoltaic; materials for hydrogen production and storage, system under study developed to convert CO2.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Le competenze che si acquisiranno verteranno su una vasta gamma di tipologie di materiali, prevalentemente di origine sintetica, sia cristallini che disordinati. Gli esempi trattati si riferiranno a materiali ossidici, metalli, materiali ibridi organici ed inorganici, polimeri funzionalizzati. Verrà fornito un panorama delle fonti energetiche principali distinguendo fra fonti rinnovabili e fonti non rinnovabili. Verranno fornite le conoscenze di base sui materiali per l’energia, sia in termini di “produzione” che “stoccaggio”. Si impareranno a conoscere i materiali che possono contribuire ad usare meglio le risorse energetiche non rinnovabili, i materiali utili per “mitigare” l’impatto ambientale degli inquinanti prodotti; i materiali per il fotovoltaico, i materiali per la produzione e stoccaggio di idrogeno, i materiali per la riconversione dell’anidride carbonica.

Competences acquired will cover a wide range of materials, mostlysynthetic, both crystalline and amorphous. The examples treated willrefer to oxides, metals, hybrid materials (organic and inorganic) functionalized polymers. The students will learn energy sources scenario, distinguishing between renewable and traditional sources. Fundamentalelement of knowledge will be given on materials for energy, both in term of production and storage. We will learn about materials usefull to mitigate ambient impact of pollutant products, the materials for photovoltaic, the materials for production and storage of hydrogen, the materials for the CO2 re-use.

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Programma

L'adeguamento del sistema energetico verso la riduzione della dipendenza dai combustibili fossili e la riduzione del loro impatto sul clima, l’ambiente e la salute è la sfida cruciale dei nostri tempi. In questo ambito i materiali costituiscono un aspetto cruciale e possono contribuire migliorando l'efficienza energetica della produzione industriale e offrendo soluzioni per le emissioni. Il corso prevede una prima parte introduttiva relativa alla descrizione delle principali fonti energetiche e delle relative tecnologie, per poi dedicarsi alla descrizione di alcune tipologie di materiali sviluppati per la produzione, conversione, immagazzinamento, trasporto di energia. Il corso non prevede di trattare i materiali per l’energia nucleare. Nell’ambito delle fonti energetiche convenzionali, si tratteranno i materiali che possono contribuire ad usare meglio le risorse energetiche non rinnovabili (carbone, petrolio, gas naturale) ed i materiali utili per “mitigare” l’impatto ambientale degli inquinanti prodotti. Per quanto riguarda le fonti energetiche rinnovabili, l’attenzione sarà rivolta ai materiali per il fotovoltaico, ai materiali per la produzione e stoccaggio di idrogeno, ai materiali per la riconversione dell’anidride carbonica. Il corso prevede anche un ciclo di esercitazioni che avranno lo scopo di far conoscere agli studenti alcuni strumenti di indagine essenziali per la progettazione e lo studio di materiali innovativi in questo settore.

The adjustment of the energy system to reduce dependence on fossil fuels and reducing their impact on climate, environment and health is the key challenge of our times. In this context, the materials are crucial and can contribute to improving energy efficiency in industrial production and offering solutions for emissions. The course includes an introduction on the first description of the main energy sources and technologies, and later it is dedicated to the description of some types of materials developed for the production, conversion, storage, transport of energy. The course does not deal with the materials for nuclear energy. In the context of conventional energy sources, we will discuss the materials that can help in making a better use of non-renewable energy resources (coal, oil, natural gas) and the materials used to "mitigate" the impact of environmental pollutants. With regard to renewable energy sources, attention will be given to materials for photovoltaics, materials for the production and storage of hydrogen, materials for the conversion of carbon dioxide. The course also provides a series of exercises that will be aimed at making students aware of some essential research tools for the design and study of new materials in this area.

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Modalità di insegnamento

Tipologia Insegnamento 

Il corso si svolgerà in parte in aula, con lezioni frontali: 4 CFU per un totale di 32 ore; ed in parte in laboratorio: 2 CFU, per un totale di 32 ore.

 Frequenza

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria. La frequenza ai corsi di laboratorio è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.

Lessons :32 hours (4 CFU)

Laboratory: 32 hours (2 CFU)

The attendance at the lessons is not compulsory. The attendance at the laboratory is compulsory and cannot be less than 70% of the total.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Orale. Domande sia sugli argomenti svolti a lezione che sui risultati ottenuti in laboratorio. Voto espresso in trentesimi.

Oral concerning subjects treated during lessons and laboratory. Mark expressed in thirtieths.

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Testi consigliati e bibliografia

Gli appunti dei docenti.

Nicola Armaroli e Vincenzo Balzani Zanichelli, Chiavi di lettura, "Energia per l’astronave Terra" (Nuova edizione aggiornata e ampliata con gli scenari energetici per l’Italia di domani).

Notes written by the professors.

Nicola Armaroli e Vincenzo Balzani Zanichelli, Chiavi di lettura, "Energia per l’astronave Terra" (New edition).

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Orario lezioniV

Lezioni: dal 01/10/2018 al 18/01/2019

Nota: Sede lezioni e laboratorio - Centro della Inovazione- Via Quarello 15/A

Per l'orario dettagliato delle lezioni consultare la pagina "Orario Lezioni"
http://stmateriali.campusnet.unito.it/do/lezioni.pl

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 31/05/2019 10:57
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