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
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Selezione di pubblicazioni recenti
2016-
Improving efficiency and stability of perovskite solar cells with photocurable fluoropolymers
articolo
Bella, Federico; Griffini, G.; Correa Baena, J. P.; Saracco, Guido; Grätzel, M.; Hagfeldt, A.; Turri, S.; Gerbaldi, Claudio
SCIENCE
American Association for the Advancement of Science
Vol.354 pp.4 (pp.203-206) ISSN:1095-9203 DOI:10.1126/science.aah4046 -
Single-Ion Block Copoly(ionic liquid)s as Electrolytes for All-Solid State Lithium Batteries
articolo
Porcarelli, Luca; Shaplov, Alexander S.; Salsamendi, Maitane; Nair, JIJEESH RAVI; Vygodskii, Yakov S.; Mecerreyes, David; Gerbaldi, Claudio
ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
American Chemical Society
Vol.8 pp.10 (pp.10350-10359) ISSN:1944-8244 DOI:10.1021/acsami.6b01973 -
Unveiling iodine-based electrolytes chemistry in aqueous dye-sensitized solar cells
articolo
Bella, Federico; Galliano, S.; Falco, Marisa; Viscardi, G.; Barolo, C.; Grätzel, M.; Gerbaldi, Claudio
CHEMICAL SCIENCE
Royal Society of Chemistry
Vol.7 pp.11 (pp.4880-4890) ISSN:2041-6539 DOI:10.1039/C6SC01145D -
A New Design Paradigm for Smart Windows: Photocurable Polymers for Quasi-Solid Photoelectrochromic Devices with Excellent Long-Term Stability under Real Outdoor Operating Conditions
articolo
Bella, Federico; Leftheriotis, G.; Griffini, G.; Syrrokostas, G.; Turri, S.; Grätzel, M.; Gerbaldi, Claudio
ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
John Wiley & Sons, Inc.
Vol.26 pp.11 (pp.1127-1137) ISSN:1616-301X DOI:10.1002/adfm.201503762 -
Nanocellulose-laden composite polymer electrolytes for high performing lithium–sulphur batteries
articolo
Nair, JIJEESH RAVI; Bella, Federico; Angulakshmi, N.; Stephan, A. M.; Gerbaldi, Claudio
ENERGY STORAGE MATERIALS
Elsevier B.V.
Vol.3 pp.8 (pp.69-76) ISSN:2405-8297 DOI:10.1016/j.ensm.2016.01.008 -
Super Soft All-Ethylene Oxide Polymer Electrolyte for Safe All-Solid Lithium Batteries
articolo
Porcarelli, Luca; Gerbaldi, Claudio; Bella, Federico; Nair, JIJEESH RAVI
SCIENTIFIC REPORTS
Macmillan Publishers
Vol.6 pp.14 (pp.19892-1-19892-14) ISSN:2045-2322 DOI:10.1038/srep19892
-
Photopolymer Electrolytes for Sustainable, Upscalable, Safe, and Ambient-Temperature Sodium-Ion Secondary Batteries
articolo
Bella, Federico; Colo', Francesca; Nair, JIJEESH RAVI; Gerbaldi, Claudio
CHEMSUSCHEM
John Wiley & Sons, Inc.
Vol.8 pp.9 (pp.3668-3676) ISSN:1864-5631 DOI:10.1002/cssc.201500873
-
Multi-functional energy conversion and storage electrodes using flower-like Zinc oxide nanostructures
articolo
Cauda, Valentina Alice; Pugliese, Diego; Garino, Nadia; Sacco, Adriano; Bianco, Stefano; Bella, Federico; Lamberti, Andrea; Gerbaldi, Claudio
ENERGY
Elsevier
Vol.65 pp.8 (pp.639-646) ISSN:0360-5442 DOI:10.1016/j.energy.2013.12.025
-
Improving efficiency and stability of perovskite solar cells with photocurable fluoropolymers
Laboratori di riferimento
