Ossidi ternari Fe/Mn ottenuti via CVD: catalizzatori per l'evoluzione di ossigeno in acqua marina

L'idrogeno è un’interessante alternativa ai combustibili fossili per un futuro energetico sostenibile ed efficiente, per ridurre le emissioni di carbonio e migliorare la sicurezza energetica. I tradizionali metodi di produzione industriale dell'idrogeno, come le reazioni di water-gas shift e di reforming del metano con vapore acqueo, sono limitati dall'elevato consumo energetico e dalle elevate emissioni di CO2. In tale contesto, l'evoluzione fotocatalitica ed elettrocatalitica dell'idrogeno rappresenta un approccio promettente ed efficace per affrontare la crisi energetica. Tuttavia, in vista di un impiego più ampio, uno degli aspetti meno discussi, sebbene importanti, è la disponibilità di materie prime idriche. Nonostante l'acqua dolce sia facilmente disponibile su scala di laboratorio, la necessità di notevoli fonti di acqua dolce per applicazioni pratiche può diventare un aspetto fortemente limitante, soprattutto nelle regioni costiere calde/aride, che però hanno accesso diretto all'acqua di mare. Infatti, l'uso di quest'ultima in processi di elettrolisi dell'acqua di mare apre interessanti opportunità. A tal riguardo l’ottimizzazione di catalizzatori che consentano di avere una stabilità a lungo termine impiegando di materiali a basso costo, ecocompatibili che siano selettivi per l'OER verso la formazione competitiva di ipoclorito rimane a tutt’oggi una sfida aperta. Tra i possibili candidati gli ossidi ternari di Mn e Fe offrono interessanti caratteristiche come la biocompatibilità, un ottimale assorbimento della radiazione solare, una notevole resistenza meccanica ed un’elevata stabilità termica e strutturale. In questo lavoro di tesi, l’attenzione è stata rivolta alla sintesi e alla caratterizzazione di nanosistemi supportati a base di ossidi ternari di Mn e Fe preparati mediante Thermal Chemical Vapor Deposition (T-CVD), variando l’atmosfera in cui è stato condotto il trattamento termico finale ex-situ. I materiali così ottenuti sono stati caratterizzati in dettaglio, dal punto di vista strutturale, morfologico e composizionale al fine di ottenere una dettagliata descrizione delle loro caratteristiche chimico-fisiche in vista dei test funzionali.