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Coordinatore

  • Prof. Gian Domenico Sorarù, Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Trento

Unità coinvolte nella ricerca

  • Dipartimento di Chimica, Università di Torino, Prof. Maria Concetta Bruzzoniti
  • SolidPower, Mezzolombardo, Trento, Dr. Ing. Elvirosa Brancaccio

Due gruppi universitari appartenenti ai settori di Ingegneria dei Materiali (UNITN) e di Chimica Ambientale (UNITO) e una società operante in Trentino che lavora nel campo delle celle a combustibile (SOLIDpower) studiano nuovi materiali ceramici a porosità gerarchica ottenuti per pirolisi di polimeri preceramici per la rimozione efficiente di inquinanti dall'acqua come, ad esempio: metalli pesanti o composti organici come erbicidi, coloranti utilizzati nell'industria tessile, composti farmaceutici di largo uso comune che appartengono alla famiglia dei composti organici emergenti (EOCs). I nuovi ceramici porosi sono sintetizzati da UNITN (che ha competenze riconosciute a livello internazionale nel campo dei materiali ceramici prodotti da polimeri – noti come PDC), le loro prestazioni come materiali assorbenti e/o filtri sono studiate dal gruppo di UNITO e infine la SOLIDpower implementerà i nuovi materiali nel sistema di depurazione dell’acqua del co-generatore a celle a combustibile a ossido solidi di loro produzione. L'obiettivo finale è quello di sviluppare nuovi materiali ceramici porosi con un’elevata efficienza di rimozione per una vasta gamma di possibili applicazioni: dal trattamento delle acque reflue alle esigenze specifiche della società SOLIDpower.

Materiali e metodi della ricerca
PDC a porosità gerarchica sono sintetizzati da UNITN sia sotto forma di aerogel o schiume o combinazione di entrambi. I materiali vendono quindi completamente caratterizzati in termini di struttura e microstruttura, in particolare si misura la porosità, l’area superficiale specifica e la distribuzione delle dimensioni dei pori. La capacità di assorbimento (nei confronti di metalli pesanti e/o EOCs) viene studiata da UNITO utilizzando tecniche avanzate quali ICP-OES, HPLC, GC. Sistemi di assorbimento a base di granuli di aerogel o schiume ceramiche sono preparati  e implementati da SOLIDpower in uno dei co-generatori di elettricità e calore a base di celle a combustibile a ossido solido di loro produzione.

Risultati attesi
I risultati di questo progetto saranno nuove conoscenze scientifiche nell’ambito: (i) dell’ingegneria dei materiali per applicazioni ambientali, (ii) idei materiali ceramici ottenuti a partire da polimeri preceramici, (ii) dei materiali porosi e (iv) delle interazioni solido-liquido. Ci aspettiamo inoltre di sviluppare nuovi materiali ceramici a porosità gerarchica con capacità di assorbimento incrementate per applicazioni, in generale, nel settore della depurazione dell’acqua e, in particolare, per la rimozione di metalli pesanti (ad es. Cr, Ni,..) dall'acqua di processo che circola nell’impianto a celle a combustibile della SOLIDpower. A questo proposito i risultati del progetto permetteranno di rafforzare la posizione industriale di SolidPower che risulta una della realtà industriali più dinamiche del territorio Trenntino.

Pubblicazioni scientifiche

1) Aerogels from Preceramic Polymers
G. D. Sorarù, E. Zera, R. Campostrini, in “Handbook of Sol-Gel Science and Technology”, L. Klein et al. (eds.), Springer International Publishing Switzerland (2016). DOI 10.1007/978-3-319-19454-7_121-1

2) Polymer-derived SiOC aerogel with hierarchical porosity through HF etching
D. Assefa, E. Zera, R. Campostrini, G. D. Soraru and C. Vakifahmetoglu, Ceram, Intern., 42 11805–11809 (2016). doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.04.101

3) Processing and characterization of polymer derived SiOC foam with hierarchical porosity by HF etching
G. D. Soraru, R. Campostrini, A.A. Ejigu, E. Zera and P. Jana, J. Ceram. Soc. Jap., 124 [10] 1023-1029 (2016). doi.org/10.2109/jcersj2.16072

4) Processing of polymer-derived SiC foam and its adsorption capacity for nonsteroidal anti-inflammatory drugs
P. Jana, M. C. Bruzzoniti, M. Appendini, L. Rivoira, M. Del Bubba, D. Rossini, L. Ciofi, G. D. Sorarù, Ceram. Intern., 42, 18937–18943 (2016). doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.09.045

Gli autori in grassetto sono i giovani ricercatori effettivamente finanziati dal progetto.