Università degli Studi di Perugia

• Chimica per l'energia
• Materiali per le energie rinnovabili

Prova orale

Tutti gli studenti che hanno sostenuto l' esame sono stati promossi.

Da definire

Un' introduzione all' energia. Forme e trasformazioni dell' energia. Unità di energia. Conservazione dell'
energia. Definizione di efficienza energetica.
Il panorama energetico mondiale e nazionale: stime, riserve, scenari futuri. Classificazione delle risorse
energetiche. Energia da reazioni di combustione: i combustibili fossili. Energia da fonti rinnovabili e
alternative: energia solare, biomasse, energia geotermica, energia eolica, energia idroelettrica, idrogeno.
Energia solare e elettricità: conversione termica;conversione fotovoltaica. Cenni di fisica dello stato solido:le strutture cristalline, la diffrazione dei cristalli ed il reticolo reciproco; il gas di elettroni liberi; teoria delle bande di energia; i semiconduttori. Fotovoltaico inorganico e celle solari al silicio, celle solari a film sottile, celle solari organiche. 

I combustibili solari: la fotosintesi naturale (sistemi antenna e centri di reazione naturali) e la fotosintesi
artificiale. Energia chimica: reazioni di foto-ossidoriduzione. La fotolisi dell' acqua. Celle solari foto
sensibilizzate (celle di Graztel). Coloranti per celle di Graztel.
Conservazione e trasporto dell' energia: l' era dell' idrogeno. Celle a combustibile.

Introduzione all' energia; classificazione delle risorse energetiche.
Energia solare ed elettricita': il fotovoltaico inorganico.
Celle solari al silicio, organiche e sensibilizzate.
Conservazione e trasporto dell' energia. Celle a combustibile.

Lezioni frontali

1.A. W. Culp Priciples of Energy conversion, McGrawHill in Maidenhead, 1991.
2. V. Balzani, N. Armaroli Energy for sustainable world: from the oil to a sun-powered future, Wiley-VCH, 2011
3.C. Kittel Introduzione alla fisica dello stato solido, Bollati Boringhieri 

4. Nanostructured and Photoelectrochemical Systems for Solar Photon Conversion, M. D. Archer, A. J. Nozik, Imperial College Press, 2008 

5. Physics of solar cells, Peter Wurfel, Wiley-VCH 2009

Conoscenza dei processi chimici connessi alla produzione di energia,
con particolare riferimento alle fonti energetiche rinnovabili.

Da definire

Da programmare

Facoltativa ma fortemente consigliata

Dipartimento di Chimica, Sezione di Chimica Generale

Introduzione al Corso (L'Energia: analisi della produzione, del consumo e della conservazione nel Mondo ed in Italia; Cenni sulle fonti di energia rinnovabile e non rinnovabile).
L'Energia Solare( Generalità; L'effetto fotovoltaico: principali applicazioni e prospettive future; Calcolo del rendimento; Le tre generazioni fotovoltaiche)
Celle fotovoltaiche inorganiche (Celle fotovoltaiche basate su silicio mono e poli-cristallino; Celle a film sottile: silicio amorfo, CIGS, CIS, CdTe)
Celle fotovoltaiche organiche (Principi e limiti di funzionamento; Architetture : celle a eterogiunzione piana, a eterogiunzione dispersa(BHJ), celle ibride polymer-quantum dot,TiO2- sensitized, dye-sensitized; Materiali organici coniugati molecolari e polimerici per la conversione fotovoltaica: (poli)-tiofeni, (poli)aril-acetileni, (poli)aril-etileni, polifluoreni, polimeri low bandgap).
Strategie per la sintesi (Reazioni di policondensazione; Metodo del precursore solubile; Processi di homocoupling ossidativo; Reazioni di cross-coupling organometallico: Suzuki, Heck, Sonogashira, Stille, Negishi)
Eco-sostenibilità delle celle fotovoltaiche organiche (Efficienza chimica e ambientale dei metodi di preparazione delle molecole organiche per celle fotovoltaiche; Il ruolo della Green Chemistry per un approccio completamente pulito alla produzione di energia).

Introduzione alle fonti di energia rinnovabili e non rinnovabili; L'energia solare e l'effetto fotovoltaico; celle fotovoltaiche inorganiche ed organiche: principi e funzionamento. Molecole e polimeri per il fotovoltaico organico: metodi di sintesi. Eco-sostenibilità delle celle fotovoltaiche organiche.

Lezioni frontali

Slides del docente
Armaroli, Balzani "Energia per l'astronave Terra" Zanichelli
Pagliaro, Palmisano, Ciriminna "Il nuovo fotovoltaico" Dario Flaccovio Editore

Valutazione delle differenti forme di energia disponibili, principi di funzionamento di celle fotovoltaiche inorganiche ed organiche, materiali impiegati nella produzione di celle organiche e metodi di sintesi, l'approccio eco-sostenibile al fotovoltaico organico.

 Ottobre 2013 - Gennaio 2014

Mercoledì 15-17
Venerdì 09-11

da stabilirsi

Facoltativa ma consigliata

Dipartimento di Chimica - Aula D, Via Elce di sotto n.8 06123 PG