Attività rivolta alla progettazione, sintesi e caratterizzazione di materiali nanostrutturati e sviluppo di dispositivi per la catalisi ambientale, per la chimica sostenibile e per la produzione di combustibili ed energia da fonti rinnovabili. Tali attività sono finalizzate alla rimozione di agenti inquinanti, alla produzione di combustibili da biomasse e di energia elettrica tramite celle a combustibile o dispositivi fotovoltaici.
L'Istituto rappresenta un punto di riferimento sul piano nazionale ed internazionale nella catalisi ambientale per l'abbattimento di inquinanti gassosi (NOx, N2O, CH4, CO2, VOC's) e per la rimozione di zolfo in combustibili fossili adoperando diverse tipologie di materiali (es. ossidi o metalli supportati, ossidi misti e zeoliti con ioni di metalli di transizione). L'attività di ricerca è rivolta allo sviluppo di nuovi catalizzatori ed allo studio delle correlazioni struttura-reattività per migliorare la loro efficienza. L'Istituto si occupa anche dello sviluppo di catalizzatori per ossidazioni a bassa temperatura e per la sintesi regioselettiva di molecole organiche, della produzione di biodiesel mediante reazioni di transesterificazione, dell'ottenimento di prodotti chimici e combustibili dalla riduzione di molecole platform di origine naturale, della produzione di idrogeno da biogas tramite dry reforming e di ossidazione parziale del metano e della produzione di idrogeno mediante cicli termochimici. Inoltre, ossidi misti con struttura tipo-perovskite sono studiati per utilizzo in celle a combustibile (FC-SOFC) e per batterie Zn-aria, e membrane composite funzionalizzate con molecole aromatiche sono sviluppate per celle a combustibile PEM per dispositivi portatili.
L'ISMN ha inoltre sviluppato un'esperienza consolidata nel fotovoltaico organico ed ibrido che rappresentano la nuova generazione di tecnologie per la produzione di energia solare. Flessibilità, basso peso e basso costo sono i principali vantaggi offerti da tali tecnologie, utili allo sviluppo di sistemi portatili ed architettonicamente integrati.
Le sfide attuali si concentrano nel miglioramento dell'efficienza, aumento della vita media dei dispositivi e diminuzione dei costi di produzione, tenendo conto dell'impatto ambientale. A tale scopo, l'attività di ricerca è focalizzata principalmente sull'impiego di nanomateriali e nanotecnologie in dispositivi fotovoltaici organici, celle solari a colorante con elettrolita liquido e a stato solido, e celle solari a base di perovskiti ibride. Particolare attenzione è stata rivolta allo sviluppo di procedure di sintesi e deposizione che permettano un accurato controllo delle proprietà morfologico-strutturali, combinando ricerca di base per la comprensione dei meccanismi che regolano le proprietà di questi materiali e la ricerca applicata sviluppando metodologie di deposizione su larga area.
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