IES/R3/170381

Characterization led development of layered perovskite photoelectron-catalysts for carbon dioxide reduction

Responsabile: Alessandra Sanson

Personale coinvolto: Nicola Sangiorgi, Linda Bergamini

Data di inizio: 01/03/2018
Durata: 24 mesi
Finanziamento totale: 13.314 €
Bando: Progetto bilaterale “The international Exchanges Scheme 2017: The Royal Society of Chemistry-CNR International Exchanges Award”
Coordinatore: Simon Kondrat (Loughborough University)
Consorzio: Loughborough University, CNR-ISTEC, Università di Bologna
Sito ufficiale: https://royalsociety.org/grants-schemes-awards/grants/

Il progetto è focalizzato alla produzione di combustibili solari per riduzione di anidride carbonica tramite cella foto-elettrochimica (PEC) sfruttando le proprietà promuovere reazioni chimiche di nuovi composti semiconduttori a base di titanio.
In particolare, ci si propone di studiare l’influenza esercitata dalla struttura cristallina di due differenti composizioni a base di (AA’₃B₄O₁₂) e strutture a strati Aurivillius sulla capacità di convertire foto-elettrochimicamente acqua e CO₂ in combustibili. Saranno quindi studiati gli effetti di processi di doping o sostituzione di elementi e del numero di strati perovskitici. Partendo dallo studio del sistema base CaCu₃Ti₄O₁₂ il progetto prevede processi di doping e sostituzione con altri cationi (ad esempio il Ferro) e la determinazione delle proprietà ottenute.

Saranno poi esaminati diversi metodi di preparazione con l’obiettivo di ottenere la fase pura e polveri con alta superficie specifica. I nuovi materiali preparati saranno quindi caratterizzati in dettaglio utilizzando tecniche di diffrazione XRD e tecniche avanzate di analisi di assorbimento di raggi-X (XAS). I materiali più promettenti saranno utilizzati per la produzione di film funzionanti come elettrodi all’interno di tecnologie PEC per la conversione della CO₂. Particolare attenzione sarà rivolta all’ottimizzazione dei differenti processi di deposizione (spin-coating, spray-coating e inkjet) utilizzati e sulle relative proprietà dei film ottenuti. Questi saranno completamente caratterizzati dal punto di vista ottico (capacità di assorbimento della luce), morfologico ed elettrochimico. Infine saranno effettuate caratterizzazioni dei materiali “in-situ” e dopo reazioni in PEC allo scopo di comprendere più approfonditamente la natura delle proprietà foto-catalitiche e come agire per poterle migliorare.