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Sviluppo di modelli multifisici per l'ottimizzazione di reattori per la conversione elettrochimica della CO2
Parole chiave CATALISI, CHIMICA FISICA, CHIMICA VERDE, CONVERSIONE DELLA CO2, ELETTROCATALISI, ELETTROCHIMICA, INGEGNERIA FISICA, MATERIALI NANOPOROSI, MODELLAZIONE, MODELLI NUMERICI
Riferimenti SIMELYS PRIS HERNANDEZ RIBULLEN
Riferimenti esterni Federico Dattila
Gruppi di ricerca CREST, Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT), Politecnico di To
Tipo tesi MODELLAZIONE, RICERCA APPLICATA, RICERCA, INNOVATIVA
Descrizione L’anidride carbonica è uno dei principali gas effetto serra e le sue alte concentrazioni in atmosfera concorrono a determinare il cambiamento climatico. Il processo di riduzione elettrochimica della CO2 permette di convertire anidride carbonica, acqua ed energia rinnovabile in quei composti chimici che ad oggi sono derivati da fonti fossili. La manifattura di sistemi per lo sviluppo industriale di tale tecnologia necessita di un solido supporto modellistico. In questo lavoro di ricerca teorica applicata, il tesista apprenderà i fondamenti alla base dei fenomeni di trasporto di massa. Servendosi di software per modellizzazione multiscala (ad es. COMSOL, OpemFoam, etc.), il tesista simulerà diverse condizioni operative (catalizzatori, elettroliti, potenziale elettrico applicato, matrice del supporto carbonioso) usati nel processo con il fine di guidare il design sperimentale di sistemi per la conversione di CO2. In particolare, lo scopo della tesi è lo studio approfondito
dei gradienti di concentrazione all’interno dell’elettrolita acquoso verso la definizione della migliore geometria per la generazione di uno specifico prodotto di reazione. Inoltre, reazioni elettrocatalitiche all’interfaccia tra elettrodo ed elettrolita verranno considerati, così da indicare il miglior catalizzatore per l’utilizzo sperimentale.
Data l’alta mole di dati generati nel corso dello studio, il tesista acquisirà competenze nell’analisi di dati tramite linguaggio Python e nella rappresentazione dei dati tramite Blender e pacchetto Office.
È richiesta la scrittura della tesi in lingua inglese.
Conoscenze richieste È richiesta una conoscenza avanzata di bilanci di massa, processi chimici e fenomeni di trasporto.
È richiesta una conoscenza di base dell’elettrochimica.
È d’aiuto una conoscenza di base di fisica dello stato solido
Scadenza validita proposta 20/03/2025
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