Con il graduale esaurimento dei combustibili fossili, la sfida verso la ricerca di nuove soluzioni per ridurre il crescente inquinamento atmosferico ha favorito lo sviluppo di nuove fonti di energia rinnovabili. In questo ambito, l’impiego dell’idrogeno molecolare, come vettore energetico alternativo ad impatto ambientale nullo, svolgerà certamente un ruolo via via sempre più importante. Tuttavia, l’impiego diffuso di questo combustibile “green” è ostacolato soprattutto dalla sua produzione che deve essere condotta non solo in modo sostenibile ma anche nell’ambito di opportuni vincoli ambientali. A tal riguardo, la generazione fotoassistita di H 2 rappresenta una possibile opzione in grado di soddisfare non solo la richiesta energetica globale ma anche la tutela dell’ambiente. In particolare, i processi water splitting fotoelettrochimico (PEC) sono un interessante approccio che permette di ottenere H 2 da risorse naturali ampiamente disponibili come l’acqua di mare e la radiazione solare. Lo sviluppo di tali metodologie richiede tuttavia la disponibilità di opportuni semiconduttori, caratterizzati da un elevato rapporto superficie/volume, alta reattività chimica e adeguata stabilità nelle condizioni operative. In questo lavoro di tesi, l’attenzione è stata rivolta alla sintesi e alla caratterizzazione di nanosistemi compositi supportati a base di NiO-C3N4 la cui realizzazione e modulazione consentono di sfruttare sinergicamente i vantaggi dei singoli costituenti, dando origine a migliorate proprietà per la produzione di idrogeno per via fotoelettrochimica.

Foto-anodi a base di nitruro di carbonio e NiO per processi di Oxygen Evolution reaction (OER)

SCATTOLIN, ENRICO
2022/2023

Abstract

Con il graduale esaurimento dei combustibili fossili, la sfida verso la ricerca di nuove soluzioni per ridurre il crescente inquinamento atmosferico ha favorito lo sviluppo di nuove fonti di energia rinnovabili. In questo ambito, l’impiego dell’idrogeno molecolare, come vettore energetico alternativo ad impatto ambientale nullo, svolgerà certamente un ruolo via via sempre più importante. Tuttavia, l’impiego diffuso di questo combustibile “green” è ostacolato soprattutto dalla sua produzione che deve essere condotta non solo in modo sostenibile ma anche nell’ambito di opportuni vincoli ambientali. A tal riguardo, la generazione fotoassistita di H 2 rappresenta una possibile opzione in grado di soddisfare non solo la richiesta energetica globale ma anche la tutela dell’ambiente. In particolare, i processi water splitting fotoelettrochimico (PEC) sono un interessante approccio che permette di ottenere H 2 da risorse naturali ampiamente disponibili come l’acqua di mare e la radiazione solare. Lo sviluppo di tali metodologie richiede tuttavia la disponibilità di opportuni semiconduttori, caratterizzati da un elevato rapporto superficie/volume, alta reattività chimica e adeguata stabilità nelle condizioni operative. In questo lavoro di tesi, l’attenzione è stata rivolta alla sintesi e alla caratterizzazione di nanosistemi compositi supportati a base di NiO-C3N4 la cui realizzazione e modulazione consentono di sfruttare sinergicamente i vantaggi dei singoli costituenti, dando origine a migliorate proprietà per la produzione di idrogeno per via fotoelettrochimica.
2022
Photo-anodes based on carbon nitride and NiO to boost Oxygen Evolution Reaction (OER) processes
NiO
C3N4
OER
nanocomposites
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