Microscopio NMR elettrochimico per il studio in condizioni operative (“operando”) di dispositivi elettrochimici come batterie e celle a combustibile

toc copy_01Autore del lavoro candidato: Piercarlo Mustarelli

SINTESI CONTENENTE UNA BREVE DESCRIZIONE DEL LAVORO SVOLTO E DEI RISULTATI OTTENUTI: E’ stato realizzato un innovativo microscopio a risonanza magnetica nucleare (ELMINMR) in grado di ottenere immagini con risoluzione micrometrica della distribuzione di protoni (acqua ma non solo) in celle a combustibile polimeriche ad alta temperatura (HT-PEMFC) in condizioni operative. La realizzazione di questo strumento, unico nel suo genere, ha richiesto l’integrazione di due sottosistemi commerciali (uno spettrometro NMR allo stato solido con sistema di gradienti e un potenziostato/galvanostato) con una sonda di misura appositamente progettata e realizzata per consentire l’acquisizione di microimmagini funzionali mentre la PEMFC sta funzionand o normalmente. Lo strumento ELMINMR è stato testato mappando la distribuzione di protoni una cella basata su polibenzimidazolo, che costituisce lo stato dell’arte per le realizzazione di HT-PEMFC. I risultati conseguiti sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Energy & Environmental Science. In prospettiva, l’uso dello strumento ELMINMR consentirà di migliorare le caratteristiche di durabilità e sicurezza delle celle a combustibile polimeriche (di grande importanza per il settore automotive), ma anche di altri dispositivi elettrochimici come batterie e sensori.

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