IOMNuovo Istituto CNR (01/02/2010)Sede a Trieste

A Trieste:UniversitàELETTRAICTPSISSAICGEBAREAetc

IOMNuovo Istituto CNR (01/02/2010)

Sede a Trieste90 persone di staff con posizioni permanentiCirca 100 associati con posizioni permanenti Phd students, post docs etc

Aggrega strutture INFM

Laboratorio Nazionale TASC Trieste BasovizzaDemocritos (teoria) presso SISSA TriesteNeutroni e raggi X @ Grenoble INFM attività alle sorgenti di sincrotrone e di neutroni europee.SLACS centro INFM a Cagliari

Attività

Tecnologie Avanzate e nano SCienzaLaboratories 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 dall’Istituto a Trieste)

Nanotecnologie per l’energia

Nuovi materiali basati sul controllo a livello molecolare migliorare l’efficienza delle celle fotovoltaichemigliorare 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

“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

IbrideOrganiche

Verso strutture complesse

a basso costo…

…ma ancora semplici rispetto la natura!

LH2 clorofilla

Fotovoltaico tradizionale basato sul silicio

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

Collaborazione con EFRC Columbia University New York

Semiconduttori organici e nanostrutture per fotovoltaicoAumentare l’efficienza dei nuovi materiali

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 sferiche Lenti cilindriche

Applicazione:

• intrappolatori di luce per celle fotovoltaiche

LILIT – nanomoduli di celle fotovoltaichecelle fotovoltaiche per alta tensione

1. concetto 2. realizzazione

3. misure

968 V da una cella di 1 cm2.

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.

Catalisi eterogenea per l’energia

Progettazione e caratterizzazione di nuovi materiali più efficientiUNIUD (Trovarelli) - CNR-IOM (Fabris)Angew. Chem. Int. Ed. 48, 8481 (2009)

Comprensione dei meccanismi di reazioneCNR-IOM (Fabris)J. Am. Chem. Soc.131, 10473 (2009)

Caratterizzazione a livello atomico del catalizzatoreCNR-IOM (Comelli, Fabris, Rosei) UNITS (Fornasiero)Science 309, 752 (2005)

Nanoparticelle metalliche su supporto ossidoProduzione e purificazione di H2

Abbattimento di inquinanti nei gas di scarico (marmitte catalitiche)Elettrodi per celle a combustibile

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 anidride carbonica per la sintesi organica.

MeOH (vettore chimico ed energetico)

Catalizzatore industriale: Cu/ZnO/Al2O3

50-100 bar500-550 K

CO + CO2+3H2 CH3OH + H2O + CO

Dal 1966 un black box !

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