Nanostrutture composite a base di nitruro di carbonio grafitico e ossidi metallici come piattaforme attive per processi di elettro-ossidazione di etanolo

La continua ricerca di vettori energetici alternativi, puliti e rinnovabili è un importante tema per soddisfare adeguatamente la crescente domanda globale in vari settori. In quest’ambito, la produzione, il trasporto e lo stoccaggio dell’idrogeno si trovano ad affrontare grandi sfide tecniche che sono attualmente oggetto di numerosi studi. D’altro canto, l’etanolo derivato da biomassa lignocellulosica è considerato uno dei combustibili più promettenti per sostituire l’H2 per soddisfare il futuro fabbisogno energetico. Infatti, utilizzandolo come combustibile, l’etanolo ha il vantaggio di ridurre l’impronta di CO2 nell’atmosfera grazie all’assorbimento di CO2 da parte della materia vegetale utilizzata come materia prima per produrlo. L’uso dell’etanolo come combustibile consentirebbe di superare le sfide sia dello stoccaggio che delle infrastrutture associate all’uso dell’idrogeno nelle celle a combustibile in virtù delle sue interessanti proprietà come l’elevata densità energetica, la ridotta tossicità ed il facile stoccaggio. Ad oggi i catalizzatori anodici più efficaci sono a base di metalli nobili, in particolare di Pd. In questo contesto, vari lavori si sono concentrati sulla realizzazione di materiali compositi a base di nanoparticelle di ossidi metallici e nitruro di carbonio. Quest’ultimo infatti è un semiconduttore a bassissimo impatto ambientale la cui reattività chimica può essere accuratamente modulata in funzione dell’approccio sintetico adottato. In questo lavoro di tesi, l’attenzione è stata rivolta alla preparazione di sistemi compositi a base di nanoaggregati di ZnO di ZnFe2O4 su C3N4 la cui sinergia consente di sfruttare efficacemente i benefici derivanti dai singoli costituenti, dando origine a migliorate proprietà per i processi di ossidazione dell’etanolo e la corrispondente produzione di idrogeno per via fotoelettrochimica.