Nel laboratorio si svolgono attività di ricerca volte allo sviluppo e alla caratterizzazione di materiali per dispositivi elettrochimici di conversione e accumulo dell’energia. Vengono sviluppate nuove componenti elettrodiche ed elettrolitiche (e.g. liquidi ionici, membrane polimeriche nano-composite a conduzione ionica) per batterie, celle a combustibile ed elettrolizzatori. Attraverso un approccio sperimentale, la ricerca parte dalla sintesi dei materiali, eseguita mediante metodi di wet-chemistry e solid-state, fino alla loro applicazione in dispositivi prototipo, passando attraverso una vasta gamma di caratterizzazioni chimico-fisiche ed elettrochimiche. Di recente interesse è inoltre l’applicazione di metodi elettrochimici allo studio di manufatti metallici nel campo dei beni culturali e lo sviluppo di materiali e procedure per la rimozione dei prodotti di corrosione. Oltre alla strumentazione per la preparativa dei materiali (forni-muffole, agitatori e rota-vapor, centrifughe, mulini, autoclave), il laboratorio dispone di attrezzature avanzate per l’indagine elettrochimica (spettroscopia d’impedenza, ciclazioni galvanostatiche, metodi potenziometrici/amperometrici) e chimico-fisica (e.g. analisi termiche, strutturali e morfologiche, spettroscopia IR). Accanto alle attività volte al raggiungimento degli obiettivi di progetti di ricerca, vengono implementate attività per lo svolgimento di progetti di dottorato e tirocini triennali e magistrali in scienze chimiche, chimica industriale e scienze e tecnologie per la conservazione dei beni culturali.
Elettrochimica e Materiali per l’accumulo e la conversione dell’energia
Descrizione
Tipologia
Chimico, Strumentale
Attività
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Responsabile
| Nome | Struttura | |
| Maria Assunta Navarra | mariassunta.navarra@uniroma1.it | DIPARTIMENTO DI CHIMICA |
Dipartimento o centro ospitante
Personale docente e di ricerca
KET
Advanced materials
Strumenti e attrezzature
| Nome | Descrizione | Servizi Offerti | Tipologia |
| Ciclatore galvanostatico MACCOR (stanza 046 - CU014) | dispositivo elettronico multi-canale (n.48) | Campagne sperimentali di misura di proprietà elettrochimiche di batterie prototipo di piccole dimensioni (coin-cell, pouch-cell). Il ciclatore è un dispositivo elettronico multi-canale (n.48) in grado di eseguire fasi di carica e scarica (massimo 6V) del sistema d’accumulo in condizioni programmate (impostazione della modalità di carica/scarica, intensità della corrente, condizioni di fine fase) e controllate, comportandosi da alimentatore nelle fasi di carica e da carico in quelle di scarica. L’energia estratta dalle batterie durante le fasi di scarica viene immessa in rete. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Diffrattometro Raggi-X Rikagu+ Chiller (stanza 046 - CU014) | Il diffrattometro a Raggi X per polveri è in grado di analizzare la struttura dei materiali, valutando le fasi cristalline e la dimensione dei cristalliti. | Campagne sperimentali di riconoscimento della fase cristallina. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Drybox UNILab MBraun (stanza 046 - CU014) | permette la manipolazione in sicurezza di sostanze che degradano in presenza di ossigeno e/o acqua. | Campagne sperimentali di manipolazione di sostanze chimiche in condizioni anidre. La camera della manipolazione è riempita di Argon. Il livello di ossigeno e di umidità nella camera è controllato a meno di 20 ppm. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Roll milling d768/2 (stanza 046 - CU014) | è un tipo di fresatura meccanica rotativa dolce. Mescolando i campioni di polvere e le sfere di fresatura, è possibile ottenere dei compositi omogenei. | Campagne sperimentali di miscelazione di materiali avanzati in forma di polveri. | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| presse idrauliche (Beckman e Carver) e termopressa (Carver) (stanza 046 - CU014) | n. 2 presse idrauliche (Beckman e Carver) e n. 1 termopressa (Carver) | Campagne sperimentali della pressatura dei materiali. La pressa idraulica permette la pressatura di campioni solidi a pressione costante (massimo 13 tonnellate), con possibilità di controllare la temperatura (fino a 250 °C). | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| Karl Fisher Coulometer METROHM (stanza 046 - CU014) | Karl Fisher è una tecnica per analizzare la concentrazione di acqua nelle soluzioni attraverso una titolazione. | Campagne sperimentali della valutazione della concentrazione di acqua nelle soluzioni. | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| Compact Fuel Cell Test System 850C con Elettrolizzatore Hydrogen generator NMH2 500 (stanza 275 - CU014) | analisi della curva di polarizzazione di celle a combustibile alimentate ad idrogeno e aria | analisi della curva di polarizzazione di celle a combustibile alimentate ad idrogeno e aria. La stazione di prova permette l’analisi delle curve di polarizzazione di celle a combustibile prototipo (5 cm2) ad elettrolita polimerico, con concomitante misura della resistenza ad alta frequenza e dello spettro d’impedenza in condizioni di carico. Lo strumento è accessoriato di un potenziostato dedicato alla misura della resistenza ionica delle membrane polimeriche attraverso metodo delle 4-punte ed è dotato di un elettrolizzatore per la generazione in-situ di idrogeno, per l’alimentazione della cella. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Bistat Biologic (stanza 275 - CU014) | lo strumento permette la valutazione potenziostatica/galvanostatica e voltammetrica di celle elettrochimiche. | Campagne sperimentali di misura di proprietà elettrochimiche di celle elettrochimiche. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Ring Disk Electrode System model 636 Amel (stanza 275 - CU014) | elettrodo a disco-anello, con tip di platino o glassy-carbon, per la misura delle cinetiche elettrochimiche di reazione in cella a bicchiere. | elettrodo a disco-anello, con tip di platino o glassy-carbon, per la misura delle cinetiche elettrochimiche di reazione in cella a bicchiere, in ambiente statico o in flusso di gas (azoto, idrogeno, aria), sotto rotazione (fino a 1600 rpm). | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| VMP Perkin Elmer (stanza 275 - CU014) | VMP Perkin Elmer permette di fare la valutazione potenziostatica/galvanostatica e voltammetrica di celle elettrochimiche. | Campagne sperimentali di misura di proprietà elettrochimiche di celle elettrochimiche. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Centrifuga EBA21 HETTICH (stanza 275 - CU014) | La centrifuga permette di separare la dispersione solido-liquido in base alla loro diversa densità. | Campagne sperimentali della separazione dei componenti solidi dalla loro dispersione nel liquido. | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| Rotavapor R210 BUCHI collegato allo Criostato Minichiller 600 Huber (stanza 275 - CU014) | permette la rimozione del solvente con basso punto di ebollizione trattando i campioni a temperatura elevata (<100 °C) e a bassa pressione. | Campagne sperimentali di vacuum-drying dei campioni. | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| Jacomex GP (Concept) (stanza 341 - CU014) | permette la manipolazione in sicurezza di sostanze che degradano in presenza di ossigeno e/o acqua. | Campagne sperimentali di manipolazione di sostanze chimiche in condizioni anidre. La camera della manipolazione è riempita di Argon. Il livello di ossigeno e di umidità nella camera è controllato a meno di 10 ppm. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Tekatom (stanza 341 - CU014) | Il glove box permette la manipolazione in sicurezza di sostanze che degradano in presenza di ossigeno e/o acqua. | Campagne sperimentali di manipolazione di sostanze chimiche in condizioni anidre. La camera della manipolazione è riempita di Argon. Il livello di ossigeno e di umidità nella camera è controllato a meno di 50 ppm. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Maccor Model 4300 (stanza 341 - CU014) | Il ciclatore è un dispositivo elettronico multi-canale (n.3) | Campagne sperimentali di misura di proprietà elettrochimiche di batterie prototipo di piccole dimensioni (coin-cell, pouch-cell). Il ciclatore è un dispositivo elettronico multi-canale (n.3) grado di eseguire fasi di carica e scarica (massimo 6V) del sistema d’accumulo in condizioni programmate (impostazione della modalità di carica/scarica, intensità della corrente, condizioni di fine fase) e controllate, comportandosi da alimentatore nelle fasi di carica e da carico in quelle di scarica. L’energia estratta dalle batterie durante le fasi di scarica viene immessa in rete. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Pressa Specac (stanza 341 - CU014) | La pressa idraulica permette la pressatura di campioni solidi a pressione costante (massimo 6 tonnellate) | Campagne sperimentali di pressatura dei materiali in atmosfera controllata di argon. La pressa idraulica permette la pressatura di campioni solidi a pressione costante (massimo 6 tonnellate). E’ collocata all’interno della glove-box Jacomex GP. | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| Fornetto BUCHI (stanza 341 - CU014) | lo strumento mantiene i campioni ad una temperatura costante (massimo 200 °C) e può essere collegato ad una pompa da vuoto (max 10-3 mbar). | Campagne sperimentali l’asciugatura controllata dei campioni. | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| Glovebox M-Braun Labmaster 130 (stanza 346 - CU014) | La glove box permette la manipolazione in sicurezza di sostanze che degradano in presenza di ossigeno e/o acqua. | Campagne sperimentali di manipolazione di sostanze chimiche in condizioni anidre. La camera della manipolazione è riempita di Argon. Il livello di ossigeno e di umidità nella camera è controllato a meno di 20 ppm. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Glovebox M-Braun Unilab (stanza 346 - CU014) | La glove box permette la manipolazione in sicurezza di sostanze che degradano in presenza di ossigeno e/o acqua. | Campagne sperimentali di manipolazione di sostanze chimiche in condizioni anidre. La camera della manipolazione è riempita di Argon. Il livello di ossigeno e di umidità nella camera è controllato a meno di 20 ppm. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| VSP potenziostato Biologic (stanza 346 - CU014) | Lo strumento permette di fare la spettroscopia d'impedenza oltre all'analisi potenziostatica/galvanostatica e voltammetrica delle celle elettrochimiche. | Campagne sperimentali di misura di proprietà elettrochimiche di celle elettrochimiche. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Stufa LENTON (stanza 346 - CU014) | Temperatura max 150 °C | La stufa (max 150 °C) permette il collegamento al potenziostato VSP di celle elettrochimiche termostatate, collocate al suo interno, attraverso un sistema di cavi passanti nel pannello posteriore della stessa. | Strumenti da laboratorio (agitatori, piastre riscaldanti, centrifughe, autoclavi, ecc) |
| High energy Ball Milling 400 Retsch (stanza 03 - CU032) | è un tipo di fresatura meccanica vibrazionale ad alta energia (max 30 Hz). | Campagne sperimentali sintesi di materiali solidi in forma di polveri per elettroliti ed elettrodi. Mescolando i campioni di polvere e le sfere di fresatura, è possibile ottenere dei compositi omogenei. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Planetary Micromill Polveri 7 Fritsch(stanza 03 - CU032) | è un tipo di fresatura meccanica planetaria ad energia intermedia. | Campagne sperimentali di miscelazione di materiali in forma di polveri per elettroliti ed elettrodi. Mescolando i campioni di polvere e le sfere di fresatura, è possibile ottenere dei compositi omogenei. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Forno Tubolare Carbolite (stanza 03 - CU032) | è possibile trattare campioni solidi ad alta temperatura (<1000 °C) in aria o in flusso controllato di gas, ad atmosfera ambiente. | Campagne sperimentali del trattamento di materiali avanzati basati su polveri ad alta temperatura. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Muffola Carbolite (stanza 03 - CU032) | è possibile trattare campioni solidi ad alta temperatura (<1000 °C) ) in aria, ad atmosfera ambiente. | Campagne sperimentali del trattamento di materiali avanzati basati su polveri ad alta temperatura | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| Bagno Termostatico PA90 (stanza 19 - CU032) | Bagno Termostatico PA90 | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) | |
| Purificatore ACQUADIRECT Q3 MILLIPORE (stanza 19 - CU032) | trasformazione acqua di rubinetto in acqua ultrapura di Tipo I | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) | |
| Frigorifero FAGOR (stanza 19 - CU032) | Frigorifero per conservazione di manufatti di laboratorio e prodotti chimici a bassa temperatura (+4 / -18 °C). | Frigoriferi, congelatori e celle frigo | |
| TGA2 STAR SYSTEM METTLER TOLEDO (stanza 19 - CU032) | Sfrutta una termobilancia a braccio orizzontale per la misura delle masse e può raggiungere fino a 1000 °C. | Campagne sperimentali di analisi termica dei materiali. L’analisi termo-gravimetrica è usata per lo studio della temperatura di decomposizione termica o di evaporazione dei campioni sotto flusso di N2 o aria. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
| DSC821 METTLER TOLEDO - calorimetro differenziale (stanza 19 - CU032) | valuta le temperature di transizione di fase (fusione/cristallizzazione) e le variazioni entalpiche associate, oltre alla transizione vetrosa in campioni amorfi | Campagne sperimentali di analisi termica dei materiali. In base alla natura del campione, è possibile esplorare intervalli di temperatura da -130°C a ca. 400°C. | Attrezzature principali per la ricerca (piccole/medie/grandi attrezzature) |
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