Gruppo di Materiali Applicati e Elettrochimica

Missione specifica

Il gruppo di materiali applicati ed elettrochimica (GAME) è una sezione della divisione Chimica, Energia e Tecnologia (CHENERGY) del Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT) del Politecnico di Torino. L'obiettivo del GAME Lab è focalizzato sull’analisi di tutti gli aspetti relativi ai sistemi innovativi di conversione e stoccaggio elettrochimico dell'energia, fondamentali per poter sfruttare appieno le potenzialità delle future tecnologie che richiedono elevate prestazioni, come l'elettronica intelligente, l’accumulo da rinnovabili e il trasporto elettrico. Gli interessi e le competenze del GAME Lab riguardano lo sviluppo di materiali ecocompatibili (elettrodici nanostrutturati ed elettroliti polimerici sicuri) e tecnologie innovative per dispositivi ad alte prestazioni, leggeri e a basso costo, quali in particolare gli accumulatori al litio ed al sodio, celle litio-zolfo, i dispositivi fotovoltaici di nuova generazione (celle sensitizzate a coloranti – DSSC e celle a perovskite) e i dispositivi fotoelettrocromici.

Principali linee di ricerca

  • Sintesi e caratterizzazione di materiali nanostrutturati (e.g., ossidi, fosfati, materiali carboniosi derivati da pirolisi di scarti dell’industria alimentare e cartaria, grafene e materiali 2D di nuova generazione, ossidi di metalli di transizione) per dispositivi elettrochimici di accumulo dell’energia a ioni litio ad alta densità di energia e/o di potenza e accumulatori post-litio, quali celle sodio-ione, alluminio e litio-zolfo.
  • Sviluppo e caratterizzazione di elettroliti polimerici innovativi, ad alta conducibilità ionica e stabilità elettrochimica, sicuri e ad elevate proprietà meccaniche per generatori elettrochimici di energia e accumulatori a ioni litio e/o litio metallico e accumulatori post-litio, quali celle sodio-ione, alluminio e litio-zolfo.
  • Impiego di fibre naturali come legante in elettrodi e/o additivo in elettroliti polimerici per dispositivi di accumulo e conversione dell’energia ecocompatibili e riciclabili.
  • Sviluppo di materiali innovativi volti alla stabilizzazione a lungo termine e alla diminuzione del costo di fabbricazione di celle fotovoltaiche di terza generazione (dye-sensitized solar cells e perovskite solar cells).
  • Sviluppo di materiali polimerici e ibridi organico-inorganici per applicazioni fotovoltaiche di frontiera: celle solari a matrice acquosa, finestre intelligenti fotoelettrocromiche e impianti fotovoltaici galleggianti per applicazioni off-shore.
  • Assemblaggio in dry-room e/o dry glove-box di dispositivi per l’accumulo e la conversione dell’energia su scala di laboratorio e loro caratterizzazione elettrochimica tramite misure di voltammetria ciclica, ciclazione galvanostatica e spettroscopia di impedenza.

Principali collaborazioni

Presso il Politecnico, GAME collabora principalmente con:

  • LaTEST (Laboratory for Theoretical and Experimental Superconducting Tunnelling)  DISAT
  • SIMTI (Materials Science and Engineering for Innovative Technologies) – DISAT
  • MPMNT (Materials and Processes for Micro & Nano Technologies Team) – DISAT
  • MOG (Microwaves and Optoelectronics Group) - DET
  • SMALL (multi-Scale ModeLing Laboratory) – DENERG
  • Membro attivo del laboratorio interdipartimentale di ricerca GRAPHENE @ PoliTO
  • Membro attivo del laboratorio interdipartimentale di ricerca ENERGY CENTER @ PoliTO

GAME vanta numerose collaborazioni accademiche con università e centri di ricerca italiani, si elencano qui di seguito le principali:

  • Prof. Guido Saracco - IIT – Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia
  • Proff. C. Barolo, G. Viscardi e S. Bordiga - Università di Torino
  • Prof. Leonardo Marchese - Università del Piemonte Orientale “Amedeo Avogadro”
  • Proff. S. Turri e G. Griffini  - Politecnico di Milano
  • Prof. Michele Pavone  - Università di Napoli “Federico II”
  • Prof. Piercarlo Mustarelli  - Università di Pavia
  • Prof. F.M. Frattale Mascioli e M.A. Navarra  - Università di Roma “La Sapienza”
  • Prof. Francesco Ricci  - Università di Roma “Tor Vergata”
  • Dr. P.P. Prosini e M. Moreno  - ENEA Casaccia

GAME è coinvolto attivamente in collaborazioni e progetti di ricerca con importanti centri internazionali, sia europei sia extraeuropei. In particolare:

Dr. R. Salòt e Dr. S. Franger - CEA-Leti e CEA-Liten, Commisariat Energie Atomique, Grenoble FR

  • Dr. D. Beneventi e Dr. D. Chaussy - INPG, Grenoble Institute of Technology, Grenoble FR
  • Prof. A. Tuel - Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement, IRCELYON, Lyon, FR
  • Prof. D. Mecerreyes - Institute for Polymer Materials of the University of the Basque Country, POLYMAT, SP
  • Prof. J. Maier e Dr. J. Popovic  - Max Planck Institute for Solid State Research, Munchen, DE
  • Prof. M. Grätzel e Prof. A. Hagfeldt  - EPFL - École polytechnique fédérale de Lausanne, SUI
  • Prof. D. Brandell e Prof. K. Edstrom  - University of Uppsala, SVE
  • Prof. A. Cornell  - KTH Royal Institute of Technology, Svezia
  • Prof. S. Passerini  - Helmholtz Institute Ulm - Battery Research Center, KIT, DE
  • Prof. J.L. Tirado  - University of Córdoba, ES
  • Dr. P.P. Pescarmona (University of Groningen, NE
  • Dr. A.S. Shaplov  - INEOS, RUS
  • Dr. G. Leftheriotis  - University of Patras, GR
  • Dr. M. Hayes and Dr. G. Fagas  - Tyndall National Institute, National University of Ireland, IR
  • Prof. F. Kleitz  - Université Laval, Québec, CAN
  • Dr. A.M. Stephan  - Central Electrochemical Research Institute, CECRI, India
  • Prof. M. Dinca - MIT - Massachusetts Institute of Technology, USA
  • Dr. Iratxe De Meatza  - CIDETEC, ES
  • Prof. A. Arques Sanz  - Universidad Politécnica de Valencia, ES
  • Prof. A. Ahmad e Dr. M.S. Su’ait  - Universiti Kebangsaan Malaysia, MY
  • TOYOTA Motor Europe  - Bruxelles, BE
  • Toyota Tech. Institute - Japan
  • Solvay Specialty Polymers S.p.A.
  • Lithops-FAAM (SERI Group SpA, http://www.serispa.it/)

Progetti e pubblicazioni

Laboratori di riferimento

PhD, Post-docs e Assegnisti di ricerca