Conoscenze di base di chimica-fisica

Il corso illustra gli aspetti termodinamici relativi alla "crisi energetica" e descrive da un piunto di vista chimico-fisico le strategie alternative di approvvigionamento energetico sia in termini di principi operativi che di potenziale di sviluppo e requisiti di sostenibilità.

Il corso si propone di fornire allo studente le nozioni chimico-fisiche che permettano una comprensione profonda del concetto termodinamico di "crisi energetica" e della problematicità dell'utilizzo dei combustibili fossili come fonte primaria di energia. Inoltre, il corso mira a fornire una panoramica generale delle strategie alternative di approvvigionamento energetico, illustrandone vantaggi, limiti, potenziale di sviluppo e  sostenibilità.

Lezioni frontali ed esperienze laboratoriali

Il conseguimento dei crediti attribuiti all’insegnamento è ottenuto mediante colloquio orale con votazione finale in trentesimi ed eventuale lode. Nel corso del colloquio viene valutata la padronanza degli argomenti trattati, la capacità di ragionamento e la proprietà di linguaggio.

L'evoluzione biologica alla luce del secondo principio della termodinamica. Complessità biologica, strutture dissipative e ruolo della fotosintesi. Energia libera, neghentropia ed exergia. Origine e ruolo dei combustibili fossili. Requisiti di sostenibilità delle fonti di energia altenative al fossile. Aspetti molecolari e mimicking della fotosintesi clorofilliana. Effetto fotovoltaico. Celle solari inorganiche, ibride e full organic. Celle a perovskiti. Batterie. L’ossidazione dell’acqua come processo chiave per la fotosintesi artificiale. Water splitting termico, elettrochimico, fotochimico e fotoelettrochimico. Catalizzatori. L’idrogeno come vettore energetico. Celle a combustibile. Biomasse. Biocombustibili e combustibili sintetici. E-fuels. Produzione di biocombustibili per via algale e microbica. Esperienze laboratoriali e seminari con esperti.

Dispense, presentazioni ppt ed articoli scientifici forniti dalla docente