Insegnamento CHIMICA PER L'ENERGIA

Nome del corso Scienze chimiche
Codice insegnamento 55145506
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Francesca Nunzi
Docenti
  • Francesca Nunzi - Didattica Ufficiale
Ore
  • 42 ore - Didattica Ufficiale - Francesca Nunzi
CFU 6
Regolamento Coorte 2020
Erogato Erogato nel 2021/22
Erogato altro regolamento
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore CHIM/03
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Tipo attività Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Introduzione all' energia; classificazione delle risorse energetiche.
Energia solare ed elettricita': il fotovoltaico inorganico.
Celle solari al silicio, organiche e sensibilizzate.
Conservazione e trasporto dell' energia. Celle a combustibile.
Testi di riferimento 1. Chimica Ambientale, Baird e Cann, Zanichelli, 2013
2. A. W. Culp Priciples of Energy conversion, McGrawHill in Maidenhead, 1991.
3. V. Balzani, N. Armaroli Energy for sustainable world: from the oil to a sun-powered future, Wiley-VCH, 2011
4.C. Kittel Introduzione alla fisica dello stato solido, Bollati Boringhieri
5. Nanostructured and Photoelectrochemical Systems for Solar Photon Conversion, M. D. Archer, A. J. Nozik, Imperial College Press, 2008
6. Physics of solar cells, Peter Wurfel, Wiley-VCH 2009
Obiettivi formativi Il corso intende fornire agli studenti le conoscenze di base per poter affrontare in modo autonomo le tematiche inerenti il problema energetico attuale, con particolare riferimento alle problematiche di natura chimica.

In particolare, gli studenti che hanno frequentato il corso:
- Conoscono i principi fisici e chimici connessi alla produzione, alla conversione ed all’ immagazzinamento dell’ energia;
- Conoscono i principi fisici e chimici connessi alla conversione dell’ energia solare, al funzionamento delle celle solari fotovoltaiche e dei dispositivi elettrochimici per l’ accumulo di energia elettrica;
- Sanno individuare le tecniche, i processi ed i materiali più idonei per l’ ottimizzazione di dispositivi per la conversione e l’ immagazzinamento di energia.
Prerequisiti Al fine di una esaustiva comprensione dei contenuti dell' insegnamento, lo studente deve possedere le nozioni di base di fotochimica, elettrochimica e chimica inorganica. Altresi' possono essere di aiuto le competenze acquisite nel corso di Chimica dell' Atmosfera e nei corsi che riguardano la Chimica dell' Ambiente.
Questi prerequisiti si ritengono di aiuto sia per gli studenti che frequentano le lezioni, sia per quelli che non le frequentano.
Metodi didattici Il corso e' organizzato nel seguente modo:
- lezioni frontali in aula sugli argomenti del corso.
Altre informazioni E-mail del docente:
francesca.nunzi_at_unipg.it
(sostituire "_at_" con "@")
Modalità di verifica dell'apprendimento L'esame prevede una prova orale finale della durata di circa un'ora. Allo studente e' richiesto di presentare in modo approfondito uno degli argomenti trattati durante il corso. Seguono quindi delle domande generali sugli argomenti trattati a lezione.
La prova serve per accertare il livello di conoscenza e la capacita' di comprensione raggiunti dallo studente.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso Un' introduzione all' energia. Forme e trasformazioni dell' energia. Unità di energia. Conservazione dell'
energia. Definizione di efficienza energetica.
Il panorama energetico mondiale e nazionale: stime, riserve, scenari futuri. Classificazione delle risorse
energetiche. Energia da reazioni di combustione: i combustibili fossili. Energia da fonti rinnovabili e
alternative: energia solare, biomasse, energia geotermica, energia eolica, energia idroelettrica, idrogeno.
Energia solare e elettricità: conversione termica;conversione fotovoltaica. Cenni di fisica dello stato solido:le strutture cristalline, la diffrazione dei cristalli ed il reticolo reciproco; il gas di elettroni liberi; teoria delle bande di energia; i semiconduttori. Fotovoltaico inorganico e celle solari al silicio, celle solari a film sottile, celle solari organiche.
I combustibili solari: la fotosintesi naturale (sistemi antenna e centri di reazione naturali) e la fotosintesi
artificiale. Energia chimica: reazioni di foto-ossidoriduzione. La fotolisi dell' acqua. Celle solari foto
sensibilizzate (celle di Graztel). Coloranti per celle di Graztel.
Conservazione e trasporto dell' energia: l' era dell' idrogeno. Celle a combustibile.