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Nuovi elettroliti vetroceramici a conduzione ionica per batterie ricaricabili allo stato solido, sicure e ad alta energia
Riferimenti CLAUDIO GERBALDI, FEDERICO SMEACETTO
Riferimenti esterni Giuseppe Antonio Elia, Sofia Saffirio
Tipo tesi SPERIMENTALE APPLICATA
Descrizione Le fonti energetiche rinnovabili rappresentano un'offerta energetica straordinaria che può contribuire a ridurre l'impatto ambientale della produzione di elettricità. Tuttavia, alcune di esse (ad esempio l'energia solare o eolica) sono intermittenti per natura. Per superare questo problema, l'accumulo di energia è un modo efficiente per mantenere una fornitura elettrica costante. Le batterie utilizzate come accumulatori elettrochimici rappresentano una delle soluzioni migliori. Le batterie allo stato solido (SSB) sono dispositivi che si basano su elettroliti solidi per immagazzinare energia. La loro integrazione nei sistemi basati sulle rinnovabili rappresenta un modo efficace per superare la loro intermittenza. Questa soluzione sta progressivamente sostituendo gli elettroliti liquidi comunemente utilizzati, poiché soffrono di bassa stabilità termica, sono volatili e possono causare seri problemi di sicurezza. Inoltre, gli SSB offrono una migliore stabilità e una maggiore durata a costi di lavorazione inferiori. Tuttavia, gli SSB presentano alcuni svantaggi intrinseci, tra cui la bassa conducibilità ionica e l'instabilità all'interfaccia con i materiali elettrodici. Recentemente, gli elettroliti solidi con struttura NASICON sono stati ampiamente studiati dalla comunità scientifica, grazie alla loro stabilità elettrochimica e all'apprezzabile conducibilità ionica. In questo contesto, l'obiettivo della presente tesi di laurea magistrale è quello di sviluppare e caratterizzare una nuova composizione NASICON, basata sul materiale elettrolitico in vetroceramica LAGP (Litio Alluminio Germanio Fosfato) per batterie secondarie a stato solido agli ioni di metalli alcalini. Il materiale vetroso prodotto sarà caratterizzato dal punto di vista fisico-chimico e termico per valutarne il comportamento di sinterizzazione e cristallizzazione. L'analisi di diffrazione dei raggi X (XRD) permetterà di studiare la composizione chimica e la struttura cristallina dei campioni, comprendendo così quali fasi siano presenti. Il microscopio elettronico a scansione (SEM) sarà utilizzato per comprendere la morfologia dei campioni vetroceramici, la loro densificazione e la loro conducibilità. Per determinare la conducibilità ionica dei campioni, verrà impiegata la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS). Tutti i materiali saranno poi caratterizzati elettrochimicamente per valutare le loro promettenti prospettive in configurazione reale di celle su scala da laboratorio.
Scadenza validita proposta 16/05/2025
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