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

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 X @ Grenoble INFM attività alle sorgenti di sincrotrone e di neutroni europee. SLACS centro INFM a Cagliari

CNR - Istituto Nazionale per la Fisica della Materia Tecnologie Avanzate e nano SCienza Laboratories and Facilities advanced Technology And nano SCience Attività Sintesi e studio delle proprietà strutturali, ottiche, elettroniche e magnetiche di sistemi con almeno una dimensione nanometrica. 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 dall’Istituto a Trieste) Nanotecnologia per applicazioni tecnologiche e biomediche.

Nanotecnologie per l’energia Nuovi materiali basati sul controllo a livello molecolare migliorare l’efficienza 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 l’efficienza dei processi, studia sistemi modello per ottimizzare l’efficienza dei dispositivi, realizza dispositivi prototipo nanostrutturati basati su queste conoscenze.

Nanotecnologia e fotovoltaico Fotovoltaico tradizionale basato sul silicio LH2 clorofilla Silicio cristallino Verso strutture complesse a basso costo… Film sottile Ibride Organiche …ma ancora semplici rispetto la natura! “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

Negli USA investimento dell’amministrazione Obama nella ricerca per l’energia.

Collaborazione con EFRC Columbia University New York Semiconduttori organici e nanostrutture per fotovoltaico Aumentare l’efficienza dei nuovi materiali

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

LILIT – nanomoduli di celle fotovoltaiche celle fotovoltaiche per alta tensione 1. concetto 2. realizzazione 3. misure 968 V da una cella di 1 cm2. Dispositivo a tre strati basato su polipirrolo che si piega applicando una tensione elettrica. Applicazioni: muscoli artificiali contatori Geiger portatili alimentatori a basso rumore per sensori elettronici

Catalisi eterogenea per l’energia Nanoparticelle metalliche su supporto ossido Produzione e purificazione di H2 Abbattimento di inquinanti nei gas di scarico (marmitte catalitiche) Elettrodi per celle a combustibile Caratterizzazione a livello atomico del catalizzatore CNR-IOM (Comelli, Fabris, Rosei) UNITS (Fornasiero) Science 309, 752 (2005) Comprensione dei meccanismi di reazione CNR-IOM (Fabris) J. Am. Chem. Soc.131, 10473 (2009) Progettazione e caratterizzazione di nuovi materiali più efficienti UNIUD (Trovarelli) - CNR-IOM (Fabris) Angew. Chem. Int. Ed. 48, 8481 (2009)

Idrogenazione di anidride carbonica per la sintesi organica. MeOH (vettore chimico ed energetico) Catalizzatore industriale: Cu/ZnO/Al2O3 50-100 bar 500-550 K CO + CO2+3H2 CH3OH + H2O + CO Dal 1966 un black box ! Utilizzando leghe di Ni/Cu : CO2 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 CO2, ma CO è necessario Quale è il meccanismo?

Idrogenazione di CO2 su catalizzatori modello Ni and Ni/Cu La specie chimica attiva è un carbossile (instabile), il formato è uno spettatore. CO2 legata e carica è il precursore reattivo Il meccanismo di idrogenazione proposto è compatibile con i risultati delle misure di cinetica

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, 195425 (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, 11417 (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 CO2 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 CO2 species on Ni(110)”: Phys. Rev. B, in press E. Vesselli, J. Schweicher, A. Bundhoo, A. Frennet, and N. Kruse, “Catalytic CO2 hydrogenation on nickel: a novel insight by chemical transient kinetics”: J. Phys. Chem. C special issue, invited, in press