Coordinatore
Prof. Enrico Traversa
Tel: +39 06/72594492
Email: traversa@uniroma2.it
Collegio dei Docenti
Prof. Pierluigi Antonucci
Prof. Hiromichi Aono
Prof. Maria Cristina Carotta
Prof. Elisabetta Di Bartolomeo
Prof. Maria Luisa Di Vona
Prof. Plinio Innocenzi
Prof. Philippe Knauth
Prof. Silvia Licoccia
Prof. Vincenzo Lorenzelli
Prof. Yvan Massiani
Prof. Kiyomichi Nakai
Prof. Riccardo Polini
Prof. Yoshihiro Sadaoka
Prof. Wolfgang Sigmund
Prof. Toshiro Tanaka
Prof. Enrico Traversa
Prof. Marcella Trombetta
Prof. Eric Wachsman
Prof. Hiroshi Yamashita
Prof. Hidenori Yashiro International
Partnerships
University of Florida, United States
Ehime University, Japan
Universitè de Provence –Aix-Marseille I, France
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Attualmente, l'economia
energetica dei paesi industrializzati si basa in larga parte sull’impiego
di combustibili fossili. L’uso di questi combustibili ha provocato
nel corso degli anni un notevole impatto ambientale: smog, problemi respiratori,
effetto serra (con conseguente riscaldamento globale della terra), sono
solo alcuni degli effetti dannosi direttamente collegabili alla combustione
di combustibili fossili. E’ ormai unanime il consenso alla necessità
di utilizzare fonti di energia più pulite per ridurre le emissioni
di gas inquinanti e di CO2 per limitare l'effetto serra.
I materiali hanno un ruolo cruciale per lo sviluppo di nuove tecnologie
di produzione di energia a basso impatto ambientale. Molto interesse è
rivolto alle celle a combustibile, che sono dispositivi elettrochimici
in grado di convertire direttamente l'energia chimica del combustibile
in energia elettrica. Grazie alle loro caratteristiche operative e per
l'ampiezza delle possibili applicazioni (tra le altre, generazione e distribuzione
di energia elettrica, settore industriale, trazione veicolare), esse costituiscono
uno dei sistemi di produzione di energia più promettenti in alternativa
alla combustione diretta, poiché uniscono elevate efficienze (dal
40 al 70% a seconda del tipo di cella e del tipo di combustibile) ad un
impatto ambientale molto ridotto. La riduzione delle emissioni inquinanti
è legata alla possibilità di usare idrogeno come combustibile,
e quindi di produrre unicamente vapor acqueo dalle operazioni di produzione
d’energia. La possibilità di utilizzare in pratica le celle
a combustibile è strettamente legata allo sviluppo e/o miglioramento
dei materiali utilizzati per questo scopo. I materiali giocano un ruolo
fondamentale anche per lo sviluppo di altre tecnologie "pulite",
quali la produzione di energia solare tramite celle fotovoltaiche, o l'accumulo
e conversione di energia con batterie.
Grande importanza assumono i materiali anche in altre problematiche ambientali,
legate alle emissioni di inquinanti, specialmente da autoveicoli, i quali
rappresentano percentualmente la fonte principale di CO e di ossidi di
azoto. Ad esempio, lo sviluppo di ossidi semiconduttori può permettere
la preparazione di sensori di gas come alternativa a basso costo alle
strumentazioni spettroscopiche convenzionali per il monitoraggio atmosferico.
Un'altra applicazione importante è quella dei sensori elettrochimici
per il controllo delle emissioni degli autoveicoli, come ad esempio la
sonda lambda utilizzata per il controllo della marmitta catalitica a tre
vie.
E' chiaro quindi come lo studio dei materiali per l'ambiente e l'energia
assuma quindi un ruolo rilevante nella società attuale. Il corso
di Dottorato in Materiali per l'Ambiente e l'Energia, attivato nell'a.a.
2001/02 presso l'Università di Roma Tor Vergata, si pone l’obiettivo
di offrire formazione in questo settore emergente e ad elevata qualificazione.
Lo scopo di questo corso di Dottorato di ricerca è quello di formare
figure di esperti nel settore dei materiali per applicazioni ambientali
e per l'energia che possano trovare occupazione in futuro non solo in
campo accademico o della ricerca, ma anche in settori industriali. Vista
però la ancora scarsa ricettività dell'industria italiana,
è sembrato anche importante cercare di creare un profilo di esperto
che abbia una levatura internazionale; questo sia per aumentare l'interesse
delle industrie potenzialmente interessate che per tutelare il dottorando
in maniera tale che possa spendere le sue competenze, nel caso, anche
a livello internazionale.
Per questo scopo il Corso di Dottorato in Materiali per l'Ambiente e l'Energia
prevede dei programmi congiunti con la University of Florida, con la Ehime
University e con l'Université de Provence, Aix-Marseille I. Questi
programmi nascono da attività di collaborazione di ricerca instaurate
da molti anni dal proponente con il Prof. Eric D. Wachsman, il Prof. Yoshihiko
Sadaoka ed il Prof. Philippe Knauth, che hanno competenze di assoluta
eccellenza nel campo dei materiali per l'ambiente e l'energia. In particolare,
il Prof. Wachsman è uno dei massimi esperti internazionali nel
campo delle applicazioni degli elettroceramici all'energia e si occupa
dello studio di ossidi ceramici conduttori misti ionici-elettronici per
applicazioni in membrane per la permeazione dell'ossigeno, che potranno
essere alla base della prossima generazione delle tecnologie di separazione
di gas, e in celle a combustibile a ossidi solidi. Il Prof. Sadaoka è
uno dei massimi esperti internazionali nel campo dei sensori chimici e
si occupa di una vasta gamma di sensori, sia ottici che elettrochimici
che a semiconduttore, per la rilevazione di gas tossici in concentrazioni
molto basse e per il controllo della qualità dell'aria in ambienti
chiusi. Invece il Prof. Knauth è uno dei massimi esperti internazionali
nel campo dello studio di conduttori ionici a stato solido nanocristallini,
per applicazioni in sensori, batterie e celle a combustibile. Alcune industrie
sia italiane che europee hanno manifestato interesse per questa iniziativa.
Infine c’è una stretta collaborazione anche con l’Istituto
TAE del CNR di Messina, che è uno dei principali soggetti di ricerca
in campo ambientale ed energetico in Italia e nel mondo.
Lo studio dei materiali per l'ambiente e l'energia prevede una complessa
interrelazione tra sintesi, produzione, chimica, struttura, ed ingegnerizzazione,
che richiede uno sforzo veramente interdisciplinare, e quindi studenti
con background diversi (Ingegneria, Chimica, Fisica) sono ammessi al corso.
Il dottorato è articolato in 3 anni. Durante questo periodo ogni
studente deve svolgere in modo autonomo un'attività di ricerca
originale da svolgersi in due sedi universitarie, per quelli che seguono
un percorso di dottorato congiunto, che si conclude con la stesura di
una tesi in inglese. Per ottenere il titolo, lo studente dovrà
ottenere un numero di crediti pari a 180, legati in maggior parte ad attività
di ricerca, e quindi di fruizione di brevi corsi specialistici e di seminari.
I corsi specialistici sono organizzati in maniera tale da permettere anche
di invitare professori esterni al collegio docenti, scelti tra i maggiori
esperti mondiali nel settore. Il numero di crediti che lo studente dovrà
acquisire all'estero dovrà essere compreso tra 60 a 90, corrispondente
a periodi compresi tra 12 e 18 mesi. Inoltre, ogni studente dovrà
perfezionare la propria formazione nel campo mediante lo studio di alcuni
argomenti caratterizzanti con l'assistenza di un tutore il quale valuterà
la preparazione raggiunta. Queste attività serviranno per valutare
in itinere la qualità del processo formativo degli studenti, e
saranno possibili grazie al numero relativamente basso di studenti previsto.
La preparazione sarà completata mediante partecipazione a seminari
e convegni internazionali dove gli studenti presenteranno i risultati
delle loro ricerche. Si valuterà la possibilità di far svolgere
stage di alcuni mesi presso un'industria del settore.
In definitiva ci si aspetta di creare una figura professionale ad alto
profilo, attualmente non disponibile in Italia ma rara anche all'estero,
che sia in grado di operare in un settore scientifico e tecnologico chiave
come quello dei materiali per l'ambiente e l'energia, e di
creare sbocchi professionali qualificati non solo nel campo della ricerca
ma anche in settori industriali all'avanguardia come quelli dell'energia
e dell'ambiente. Si intende anche stimolare l'attività industriale
italiana nella piccola e media industria in questi settori, dando gli
strumenti ad alcuni dottorandi che desiderino intraprendere la strada
imprenditoriale.
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