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Le Nanostrutture sono oggetti le cui dimensioni corrispondono ai nanometri (10-9 m)
NANOMATERIALI
Alla scala nanoscopica molti materiali hanno proprietà
chimiche e fisiche diverse da quelle che presentano alla
scala macroscopica.
Queste proprietà possono essere sfruttate
per il miglioramento della qualità della vita
Consumi energetici in aumento
e conseguente innalzamento
dell’inquinamento
Possibilità di sfruttare i nanomateriali nel campo
energetico, per ottimizzare la produzione e ridurre i
consumi
TOP-DOWN, riducendo i
materiali macroscopici
2 approcci diversi
BOTTOM-UP, assemblando
i singoli atomi
Corso, Fina, Impecora, Masotto, Ticozzi - IV A - Liceo Scientifico G. Fracastoro
Dove operare con le
nanotecnologie?
PRODUZIONE
DISTRIBUZIONE
CONSUMO
Nanomateriali per
migliorare i processi
di raffinazione e di
combustione.
Nanotubi in carbonio:
trasporto ottimale della
corrente elettrica 
abbassamento
delle
perdite
Finestre intelligenti, che
cambiano le proprietà di
riflessione in base alla
luminosità
Oppure una vera RIVOLUZIONE: piccoli
centri di produzione a gestione locale,
che sfruttano nanotecnologie e energie
rinnovabili.
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LA CONVERSIONE DELLE ENERGIE ALTERNATIVE
Le energie rinnovabili sono
destinate a raccogliere i grandi
benefici delle nanotecnologie.
Grande spinta nel settore
fotovoltaico, delle celle a
combustione e dei sistemi di
immagazzinamento.
Prima generazione. Utilizza silicio cristallino dello
spessore di circa 150-300 nm
FOTOVOLTAICO
Seconda generazione. Celle a film sottile, con
riduzione dei costi e una certa flessibilità
meccanica
Terza generazione. Assorbono i fotoni presenti nella
luce e generano elettroni che vengono trasportati
attraverso le nanoparticelle di titanio. Le molecole di
colorante possono recuperare l’elettrone
fotogenerato attraverso una soluzione elettrolitica.
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LE CELLE A COMBUSTIBILE
l’anodo, che contiene il combustibile
Composte da:
il catodo, che contiene l’ossigeno
l’elettrolita, che separa anodo e catodo
si ridurrebbero i costi
Introducendo le
nanotecnologie
si migliorerebbe l’efficienza
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L'IMMAGAZZINAMENTO DELL'ENERGIA AGLI IONI LITIO
l’elettrodo – (di grafite)
Composte da:
Le batterie lithium-ion
(LIB) sono batterie
ricaricabili
l’elettrodo + (di ossidi di litio metallico)
l'elettrolita (che separa i due elettrodi
e conduce ioni Li+)
In grado di:
immagazzinare energia elettrica (carica): gli
ioni Li+ migrano dall'elettrodo + a quello –
rilasciarla successivamente (scarica): gli ioni
Li+ trasportano corrente dal polo – a quello +
Sono in corso alcune ricerche per migliorare l’efficienza
e la sicurezza delle LIB utilizzando i nanomateriali. Si
potrebbe ad esempio migliorare la ciclabilità dei
materiali e quindi aumentare la vita della batteria
ricorrendo al silicio nanostrutturato.
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