Fuoco e Fiamme

Il FUOCO E FIAMME Lab studia nuove tecnologie di conversione energetica per un mondo decarbonizzato. Si sviluppano nuove configurazioni di fiamma ad alta efficienza e basse emissioni inquinanti per combustibili tradizionali e sintetici e reattori per la produzione di idrogeno attraverso la pirolisi dei combustibili. La sintesi in fiamma di particelle carboniose di dimensioni nanometriche e il recupero e la valorizzazione di materiale carbonioso dai sottoprodotti di processi industriali sono campi di ricerca paralleli e complementari del gruppo.

Nuove configurazioni di fiamma ad alta efficienza e a zero emissioni di inquinanti sono studiate con tecniche spettroscopiche avanzate. L’emissione di nanoparticelle viene rilevata da analizzatori di mobilità differenziale con risoluzione fino a 1 nm e microscopia a forza atomica in modalità contatto e senza contatto. Modelli multisezionali vengono utilizzati per seguire l’evoluzione delle particelle

Si sviluppano nuove formulazioni di combustibili sintetici e sostenibili per i settori dei trasporti, tra cui quello aereo ed automobilistico, e viene valutato il loro ciclo di vita ambientale. La foto-ossidazione atmosferica degli inquinanti primari emessi dalle nuove tecnologie e dai combustibili innovativi è studiata in un esperimento tipo smog-chamber con informazioni quantitative in tempo reale sulle dimensioni e sulla chimica per particelle di aerosol sub-micron non refrattarie e contenenti black carbon.

Sono progettati nuovi reattori per la pirolisi del metano ad alta temperatura ottimizzati per la coproduzione di idrogeno e prodotti di carbonio ad alto valore.

Si studiano i processi di sintesi in fiamma di nanoparticelle carboniose e di ossidi metallici, nonché il recupero e la valorizzazione come nuovi materiali dei sottoprodotti carboniosi. Questi nanomateriali hanno caratteristiche peculiari in termini di mesoposorità, proprietà fotoelettroniche, attività chimica che li rendono potenzialmente adatti ad una grande varietà di applicazioni; esempi includono: dispositivi fotoelettronici ed elettrochimici, batterie a ioni di litio, superfici e tessuti antibatterici e antimicrobici, accumulo di energia e sviluppo di sensori e altri sistemi di energia alternativa.

Sono disponibili strumenti di diagnostica avanzata, tra cui spettroscopia Raman, UV-vis-NIR e fluorescenza e microscopia a forza atomica ad alta risoluzione (HR-AFM) e microscopia e spettroscopia a tunneling a scansione (STM-STS) per progettare e valutare le caratteristiche dei nanomateriali prodotti.