LINEA DI ATTIVITÀ
LA3.11 LA3.12 LA3.13
Strumento/i principale utilizzato per IEMAP (o in generale il tipo di laboratorio)
- Laboratorio di sintesi chimiche.
- Forni e muffole per trattamenti fino a 1600°C.
- Mulini planetari.
- Pressa.
- Caratterizzazioni elettrochimiche.
- XRD.
- SEM ed EDS.
Tipo di misure che sono possibili da realizzare in questo laboratorio, con questo strumento/i
- Produzione di elettroliti ed elettrodi ceramici.
- Produzione di pellet densi dei materiali.
- Caratterizzazione morfologica.
- Caratterizzazione strutturale.
- Caratterizzazione composizionale.
- Caratterizzazioni elettriche.
Applicazione (su quali materiali è stato utilizzato)
- Elettroliti per elettrolizzatori a conduzione protonica tipo BaCe1-x-yZrxYyO3-d.
- Elettrodi per elettrolizzatori a conduzione mista protonica ed elettronica quali La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ o titanati di lantanio drogati con vari elementi.
Descrizione risultati raggiunti SAL2
In questo anno si è proceduto alla caratterizzazione morfologica, strutturale e composizionale di elettroliti ed elettrodi sviluppati nella LA3.11 ed è stata sviluppata una intera classe di nuovi elettrodi partendo da una base di un titanato di lantanio e procedendo a provare diverse tipologie di drogaggio per migliorarne le proprietà di conduzione (elettronica e protonica).
A questo scopo, in questa linea è stata approcciata la sintesi e caratterizzazione morfologica e strutturale del titanato di lantanio (La2Ti2O7, LTO) e di diverse strategie di drogaggio di questo materiale per aumentarne la conducibilità ai fini di un suo impiego come elettrodo in elettrolizzatori ceramici.
In parallelo sono proseguite le attività iniziate nella LA 3.11 e di supporto alla linea 3.13 di sintesi del conduttore protonico BaCe1-x-yZrxYyO3-d come elettrolita. Sono state prodotte diverse decine di grammi del materiale per le prove di sinterizzazione rapida effettuate nella LA 3.13 ed è allo studio la sinterizzazione rapida del bi-layer elettrodo/elettrolita per la preparazione di una semicella. È in terminazione anche la messa a punto del sistema di caratterizzazione funzionale degli elettrodi prodotti in questa linea.
REFERENTE/I
Simona Barison CNR – ICMATE
Corso Stati Uniti, 4
FIGURE CON RELATIVE DIDASCALIE ESAUSTIVE
Figura 1
Didascalia
Morfologia di un materiale ceramico (La1.8Ca0.2Ti2O7-d) da testare come elettrodo per elettrolizzatori.
Figura 2
Didascalia
Analisi XRD e affinamento di Rietveld della struttura cristallina di un elettrodo.
Deliverable consegnati al SAL2
D3.18. Sviluppo di un database con tutti i dettagli del processo di sintesi e con tutte le caratteristiche dei materiali in termini di struttura cristallina, dimensione dei grani, composizione, stabilità.
Livello di innovazione
Gli aspetti ancora limitanti lo sviluppo di materiali per elettrolizzatori ceramici sono le ridotte efficienze e stabilità degli elettrodi e i costi dei sistemi di processing delle celle. A questo scopo altamente innovative sono le attività delle linee 3.11-3.13 che riguardano lo sviluppo di elettrodi più efficienti e al contempo lo sviluppi di metodi di sinterizzazione rapida e/o a più bassa temperatura (e il conseguente sviluppo di materiali idonei a tali metodi).
Disseminazione
Le attività di questa linea sono state presentate al Convegno “15th International Ceramic Congress”, Perugia (Italy), 20-24 Giugno 2022 e ad un evento di diffusione per la cittadinanza dal titolo “Materiali innovativi per la sostenibilità energetica” a Treviso il 4 Marzo 2023.
