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IOM Nuovo Istituto CNR (01/02/2010) Sede a Trieste A Trieste: Università ELETTRA ICTP SISSA ICGEB AREA etc.

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1 IOM Nuovo Istituto CNR (01/02/2010) Sede a Trieste A Trieste: Università ELETTRA ICTP SISSA ICGEB AREA etc

2 IOM Nuovo Istituto CNR (01/02/2010) Sede a Trieste 90 persone di staff con posizioni permanenti Circa 100 associati con posizioni permanenti Phd students, post docs etc Aggrega strutture INFM Laboratorio Nazionale TASC Trieste Basovizza Democritos (teoria) presso SISSA Trieste Neutroni e raggi Grenoble INFM attività alle sorgenti di sincrotrone e di neutroni europee. SLACS centro INFM a Cagliari

3 Attività Tecnologie Avanzate e nano SCienza Laboratories and Facilities advanced Technology And nano SCience Sintesi e studio delle proprietà strutturali, ottiche, elettroniche e magnetiche di sistemi con almeno una dimensione nanometrica. Nanotecnologia per applicazioni tecnologiche e biomediche. Strumentazione per lo studio delle proprietà fondamentali dei materiali. Sviluppo di nuovi dispositivi basati su nuovi materiali con fabbricazione controllata a livello nanometrica. Utilizzo di metodi con Luce di sincrotrone (6 linee di luce gestite dallIstituto a Trieste)

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5 Nanotecnologie per lenergia Nuovi materiali basati sul controllo a livello molecolare migliorare lefficienza delle celle fotovoltaiche migliorare processi catalitici per vettori energetici Nuovi dispositivi basati sulla fabbricazione su scala nanometrica IOM studia le proprietà dei nuovi materiali per ottimizzare lefficienza dei processi, studia sistemi modello per ottimizzare lefficienza dei dispositivi, realizza dispositivi prototipo nanostrutturati basati su queste conoscenze.

6 Nanotecnologia e fotovoltaico Con 711 MW installati nel 2009, il mercato italiano fotovoltaico e divenuto il secondo mercato mondiale. EPIA - Global market outlook for photovoltaics until 2014 – may 2010 Silicio cristallino Film sottile Ibride Organiche Verso strutture complesse a basso costo… …ma ancora semplici rispetto la natura! LH2 clorofilla Fotovoltaico tradizionale basato sul silicio

7 Negli USA investimento dellamministrazione Obama nella ricerca per lenergia.

8 Collaborazione con EFRC Columbia University New York Semiconduttori organici e nanostrutture per fotovoltaico Aumentare lefficienza dei nuovi materiali

9 Nanofabbricazione – microlenti per intrappolare la luce 1. concetto 2. realizzazione 3. misure Trasmissione della luce per lenti cilindriche: 90% in diretta 15% in inversa Lenti sfericheLenti cilindriche Applicazione: intrappolatori di luce per celle fotovoltaiche

10 LILIT – nanomoduli di celle fotovoltaiche celle fotovoltaiche per alta tensione 1. concetto 2. realizzazione 3. misure 968 V da una cella di 1 cm 2. Applicazioni: muscoli artificiali contatori Geiger portatili alimentatori a basso rumore per sensori elettronici Dispositivo a tre strati basato su polipirrolo che si piega applicando una tensione elettrica.

11 Catalisi eterogenea per lenergia Progettazione e caratterizzazione di nuovi materiali più efficienti UNIUD (Trovarelli) - CNR-IOM (Fabris) Angew. Chem. Int. Ed. 48, 8481 (2009) Comprensione dei meccanismi di reazione CNR-IOM (Fabris) J. Am. Chem. Soc.131, (2009) Caratterizzazione a livello atomico del catalizzatore CNR-IOM (Comelli, Fabris, Rosei) UNITS (Fornasiero) Science 309, 752 (2005) Nanoparticelle metalliche su supporto ossido Produzione e purificazione di H 2 Abbattimento di inquinanti nei gas di scarico (marmitte catalitiche) Elettrodi per celle a combustibile

12 Utilizzando leghe di Ni/Cu : CO 2 frequenza di turnover è sensibilmente più alta nei siti Ni rispetto ai siti Cu. Si forma un prodotto intermedio stabile: Formato MeOH gli atomi di carbonio e ossigeno vengono da CO 2, ma CO è necessario Quale è il meccanismo? Idrogenazione di anidride carbonica per la sintesi organica. MeOH (vettore chimico ed energetico) Catalizzatore industriale: Cu/ZnO/Al 2 O bar K CO + CO 2 +3H 2 CH 3 OH + H 2 O + CO Dal 1966 un black box !

13 Idrogenazione di CO 2 su catalizzatori modello Ni and Ni/Cu La specie chimica attiva è un carbossile (instabile), il formato è uno spettatore. CO 2 legata e carica è il precursore reattivo Il meccanismo di idrogenazione proposto è compatibile con i risultati delle misure di cinetica

14 Pubblicazioni X. Ding, L. De Rogatis, E. Vesselli, A. Baraldi, G. Comelli, R. Rosei, L. Savio, L. Vattuone, M. Rocca, P. Fornasiero, F. Ancilotto, A. Baldereschi, and M. Peressi, Interaction of carbon dioxide with Ni(110): A combined experimental and theoretical study: Phys. Rev. B 76, (2007) E. Vesselli, L. De Rogatis, X. Ding, A. Baraldi, L. Savio, L. Vattuone, M. Rocca, P. Fornasiero, M. Peressi, A. Baldereschi, R. Rosei, and G. Comelli, Carbon dioxide hydrogenation on Ni(110): J. Am. Chem. Soc., 130, (2008) E. Vesselli, M. Rizzi, L. De Rogatis, X. Ding, A. Baraldi, G. Comelli, L. Savio, L. Vattuone, M. Rocca, P. Fornasiero, A. Baldereschi, and M. Peressi, Hydrogen-assisted transformation of CO 2 on nickel: the role of formate and carbon monoxide: J. Phys. Chem. Lett. 1, 402 (2010) C. Dri, A. Peronio, E. Vesselli, C, Africh, M. Rizzi, A. Baldereschi, M. Peressi, and G. Comelli, Imaging and characterization of activated CO 2 species on Ni(110): Phys. Rev. B, in press E. Vesselli, J. Schweicher, A. Bundhoo, A. Frennet, and N. Kruse, Catalytic CO 2 hydrogenation on nickel: a novel insight by chemical transient kinetics: J. Phys. Chem. C special issue, invited, in press


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