Patrizia BOCCHETTA

Patrizia BOCCHETTA

Ricercatore Universitario

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23: CHIMICA FISICA APPLICATA.

Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione

Centro Ecotekne Pal. O - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)

Segreteria, Piano terra

Telefono +39 0832 29 7368 - Fax +39 0832 325004

Ricercatore Universitario Confermato

Settore ING-IND/23 - Chimica Fisica Applicata

Area di competenza:

Chimica Fisica Applicata, Elettrochimica dei materiali, Accumulo e Conversione dell'energia, Corrosione e Protezione dei Materiali, Materiali Nanostrutturati, Polimeri conduttori e biopolimeri, Wearable devices.

Orario di ricevimento

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Curriculum Vitae

Patrizia Bocchetta ha conseguito nel 1999 la laurea in Ingegneria Chimica presso l’Università di Palermo, e nel 2003 il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Elettrochimica presso il Politecnico di Milano. Nel 1999 vince un premio di laurea erogato da Becromal s.p.a. (Milano). Dal 2003 al 2012 ha lavorato come Post Doc presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica dei Processi e dei Materiali dell’Università di Palermo. Da Aprile 2012 è Ricercatore a tempo indeterminato nel  Settore Scientifico Disciplinare "ING-IND/23 - Chimica Fisica Applicata" presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università del Salento.

E’ in possesso di Abilitazione Scientifica Nazionale al ruolo di Professore Associato (09/D2).

E’ Associate Editor di Journal of Composites Science ,Topic Editor di Molecules e Guest editor di Current Nanosciencee Materials (tutte indicizzate su Scopus e con I.F.).

Nell’anno 2003 svolge il ruolo di Tutor dell’ insegnamento “Elettrochimica Applicata” (ING-IND/23) presso la Facoltà di Ingegneria, Corso di laurea in Ingegneria Chimica, dell’Università degli Studi di Palermo.Dal 2004 al 2009 è Professore a Contratto dell’ insegnamento “Chimica Fisica Applicata” (ING-IND/23) presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN., Corso di laurea in Specialistica in Chimica, dell’Università degli Studi di Palermo.Nell’anno 2006 è Professore a Contratto dell’ insegnamento “Chimica Industriale” (CHIM/07) presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN., Corso di laurea in Specialistica in Chimica, dell’Università degli Studi di Palermo. Dal 2012 al 2016 è Professore Aggregato dell’ insegnamento “Chimica Fisica Applicata” (ING-IND/23) presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università del Salento.

La sua attività di ricerca si è sviluppata nel campo dell’Elettrochimica dei Materiali, ed in particolare sulle seguenti tematiche: 1) studio del processo di crescita di film porosi su alluminio; 2) elettrodeposizione e caratterizzazione di nuovi elettrocatalizzatori a base di polimeri conduttori per la riduzione di ossigeno in celle a combustibile (PEMFC, SOFC) e batterie Zn-aria; 3) nuove membrane a scambio protonico a base di bio-polimeri naturali (chitosano) per celle a combustibile (PEMFC e DMFC); 4) batterie Zn-aria a Zn particolato; 5) preparazione e funzionalizzazione di membrane anodiche di allumina per applicazione in Thin Film Fuel Cells;6) fabbricazione elettrochimica di giunzioni metallo/ossido/semiconduttore organico per applicazione in dispositivi elettronici; 7) crescita elettrochimica e caratterizzazione di materiali nanostrutturati (ossidi, idrossidi di metalli e polimeri) per applicazioni energetiche e sensoristiche; 8) didattica della scienza.

È stata invitata a presentare Invited Lectures in diversi congressi internazionali. È co-autrice di 2 brevetti internazionali, e di più di 40 articoli su riviste internazionali. I risultati della sua ricerca le hanno consentito di vincere nel 2005 un  premio internazionale come primo autore del lavoro “Preparation and characterization of novel proton conducting membranes for thin film fuel cell” assegnato al “1st International congress of young scientist on Hydrogen”, Eco-efficiency, Torino, Italy, 18-20 May 2005.

È attualmente Presidente dell’Associazione Open Science che ha come missione la divulgazione della cultura scientifica sul territorio.

Didattica

A.A. 2020/2021

BATTERIES AND FUEL CELLS

Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 9.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 81.0

Year taught 2020/2021

For matriculated on 2020/2021

Course year 1

Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Subject matter PERCORSO COMUNE

Location Lecce

A.A. 2015/2016

CHIMICA FISICA APPLICATA

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 54.0 Ore Studio individuale: 96.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno di corso 3

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

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CHIMICA FISICA APPLICATA ALLA BIOINGEGNERIA

Corso di laurea INGEGNERIA BIOMEDICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2022 al 10/06/2022)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Conoscenze di chimica e fisica di base

Conoscenze di base di chimica-fisica e cinetica dei processi elettrodici e delle catene galvaniche. Funzionamento di dispositivi elettrochimici per l'accumulo/conversione di energia e la sensoristica. Processi di corrosione dei materiali metallici. Applicazioni all’ingegneria biomedica: dispositivi indossabili e degrado in ambiente biologico.

Conoscenze e comprensione

Il rigore metodologico della disciplina consentirà allo studente di maturare competenze e capacità di comprensione fondamentali per il proseguimento degli studi. Le conoscenze di base della chimica-fisica e cinetica dei processi elettrodici e delle catene galvaniche acquisite lo renderanno capace di comprendere i meccanismi (i) di funzionamento di dispositivi elettrochimici per l'accumulo/conversione di energia e sensoristica e le loro potenzialità nell’ambito dell’elettronica indossabile biomedicale e (ii) dei processi di corrosione di materiali metallici in vari ambienti, con particolare riferimento a quello biologico.

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

L’impostazione didattica usata dal docente prevede che la formazione teorica frontale in aula sia accompagnata da esempi applicativi stimolanti, che sollecitano la partecipazione attiva, l’attitudine propositiva e la capacità di elaborazione autonoma. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di (i) risolvere problemi relativamente semplici riguardanti i fenomeni chimico-fisici delle catene galvaniche presenti in diverse applicazioni dell'ingegneria biomedica, (ii) di applicare le conoscenze degli aspetti termodinamici e cinetici dell’elettrochimica sia ai dispositivi di accumulo e conversione dell’energia chimica in elettrica e viceversa che ai processi di corrosione di materiali. Sarà quindi capace di comprendere le cause del degrado dei materiali e proporre sistemi di protezione adeguati al corpo umano, oltre che di effettuare una scelta opportuna di materiali e  metodi per studiare sistemi elettronici indossabili/impiantabili per la biomedica.

Autonomia di giudizio

Le competenze acquisite durante il corso permetteranno allo studente di valutare autonomamente la fattibilità di un processo elettrochimico con particolare riferimento ad aspetti inerenti la scelta dei materiali (elettrodi, soluzioni elettrolitiche etc.), l’elettrocatalisi e l’efficienza. Lo studente sarà, inoltre, in grado di valutare eventuali problemi di corrosione di materiali metallici comunemente impiegati nell’ambito biomedico e di maturare espressione di autonomi giudizi sull’impatto di diverse possibilità progettuali.

Abilità comunicative

Le modalità didattiche concepite con lezioni teoriche affiancate da esercitazioni in aula e in laboratorio richiedono che lo studente acquisisca capacità di comunicare sia gli aspetti rigorosamente teorici, sia quelli applicativi e che riesca ad esprimere problematiche inerenti i temi del corso. Lo studente acquisirà abilità nella comunicazione dei risultati e delle scelte progettuali e capacità di dialogo utilizzando una terminologia appropriata con altri addetti ai lavori.

Capacità di apprendimento

Il trasferimento delle conoscenze di base legate alla Chimica Fisica Applicata alla Bioingegneria, non comuni con altri corsi erogati nell'ambito del suo corso di laurea, permetterà allo studente di gestire problemi tecnici grazie ad esercitazioni che prevedono lunghe e mirate attività di laboratorio. Sarà in grado quindi di auto-apprendere applicando le informazioni acquisite nella risoluzione di problematiche anche non trattate a lezione.

LEZIONI FRONTALI ED ESERCITAZIONI NUMERICHE E DI LABORATORIO

La frequenza delle lezioni ed esercitazioni del corso è consigliata vivamente. Le modalità d’esame prevedono due prove infrannuali con esercizi numerici e domande sul programma svolto fino a quel momento seguito da una prova orale a fine corso.

II punteggio della prova infrannuale sarà quello di minimo di partenza (non meno di 18/30). Per superare l'esame finale (conseguire un punteggio minimo di 18/30), lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza e una comprensione sufficienti su tutti gli argomenti trattati. Per conseguire il punteggio massimo 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito, non solo la conoscenza e la comprensione eccellenti di tutti gli argomenti trattati durante il corso, ma anche la capacità di applicarle alla progettazione ingegneristica, di esprimere giudizio autonomo su possibili soluzioni alternative, e di comunicare i risultati delle sue analisi. Durante la prova orale saranno proposte delle domande, sia quantitative che qualitative, concentrate su tre ambiti:

- aspetti termodinamici e cinetici dei processi elettrochimici;

- sistemi di conversione elettrochimica dell’energia e processi di corrosione

- processi elettrochimici di interesse per l’Ingegneria Biomedica.

Lo studente dovrà dimostrare capacità di elaborare le conoscenze fondamentali acquisite nel corso utilizzandole per superare i problemi pratici proposti, e capacità di esprimersi con un linguaggio tecnicamente corretto sui contenuti dell’insegnamento.

Lezioni

Introduzione al corso. Programma. Modalità d'esame. Richiami di chimica delle soluzioni. Introduzione all'elettrochimica. Processi chimici ed elettrochimici. Lavoro chimico e lavoro elettrico. Soluzioni elettrolitiche. Conducibilità, conducibilità molare e conducibilità molare limite.

Introduzione alla chimica-fisica. Energia, calore, lavoro. Sistema termodinamico. Trasformazioni termodinamiche. Primo principio. Lavoro chimico e potenziale chimico. L’equazione della termodinamica chimica. Equazione di Gibbs-Duhem. Entalpia, entropia ed energia libera associate ad una reazione chimica. Criteri di spontaneità.

Chimica-fisica delle interfacce elettricamente cariche. Potenziale d’elettrodo.  Elettrodo di riferimento ad idrogeno. Serie dei potenziali standard di equilibrio. Indice di nobiltà. Potenziale elettrochimico. Potenziale Volta, Galvani e di superficie. Non misurabilità del potenziale assoluto di un elettrodo in soluzione. Dipendenza del potenziale dalla concentrazione delle specie elettroattive. Equazione di Nerst.

Chimica-fisica dei sistemi galvanici. Equazione costitutiva delle catene galvaniche. Reazione globale di catena. Criterio di spontaneità per un processo galvanico e verso di circolazione della corrente. Generatori ed elettrolizzatori. Determinazione di grandezze termodinamiche da misure di differenza di potenziale. Coefficienti di temperatura e pressione della forza elettromotrice. Esempi. Effetti termici nelle catene galvaniche. Calore voltaico e calore Peltier. Applicazione alla pila Daniell.

Diagrammi di Pourbaix. Costruzione e discussione di un diagramma di Pourbaix generico e specifico a partire da dati termodinamici.

Cenni di cinetica chimica. Velocità di reazione. Meccanismi delle reazioni complesse. Teorie cinetiche. Teoria degli urti e del complesso attivato. Equazione di Arrhenius.

Cinetica elettrochimica. Potenziale di elettrodo sotto circolazione di corrente: sovratensione. Polarizzazione anodica e catodica. Controllo cinetico di una reazione elettrochimica. Sovratensione di trasferimento di carica. Equazione di Butler-Volmer. Densità di corrente di scambio e materiali elettrocatalitici. Approssimazioni ad alti e bassi campi dell' equazione di Butler-Volmer. Equazione di Tafel. Resistenza al trasferimento di carica. Controllo cinetico per trasferimento di massa. Strato limite di Nerst. Corrente limite e sovratensione di diffusione. Controllo cinetico misto.

Sistemi di conversione elettrochimica dell’energia. Aspetti fondamentali di sistemi di accumulo e/o conversione di energia elettrochimica.  Stato presente della tecnologia dei suddetti sistemi per diverse applicazioni nel campo del portatile (elettronica di consumo e dispositivi biomedicali), del trasporto (veicoli elettrici ed ibridi) e dello stazionario (impianti eolici e fotovoltaici sia collegati alla rete che isolati). Generatori primari e secondari e celle a combustibile. Curve di scarica ed autoscarica.

Batterie primarie (o pile): celle convenzionali (Pile Leclanche, pile alcaline al biossido di manganese e zinco, zinco aria), batterie al litio e batterie ricaricabili litio-ione. Batterie secondarie (o accumulatori): accumulatori piombo - acido, nickel - cadmio, metallo - aria, al litio, ZEBRA. 2h-Condensatori elettrochimici e supercapacitori: a doppio strato, redox e ibridi. Ricerca e sviluppo di materiali elettrodici, elettrolitici ed elettrocatalitici per i suddetti sistemi. Tecniche di indagine elettrochimica e chimico-fisica sui suddetti materiali e dispositivi.

Celle a combustibile: principio di funzionamento, caratteristiche e classificazione. Elettrodi a contatto triplo. Aspetti termodinamici e cinetici. Curva di polarizzazione. Celle a combustibile a membrana polimerica: caratteristiche operative di funzionamento. Descrizione dell'assemblaggio elettrodi membrana. Materiali e funzionamento degli elettrodi Pt/C e dell'elettrolita. Membrane perfluorosolfoniche e meccanismi di trasporto del protone (Nafion). Water management. Vantaggi e svantaggi.

Sistemi di conversione/accumulo dell’energia per le tecnologie indossabili: funzionalità dei “wearable device” per l’Ingegneria Biomedica. Batterie per le tecnologie indossabili. Analisi dello stato presente della tecnologia.

Processi di corrosione. Aspetti termodinamici. Corrosione generalizzata e localizzata. Corrosione galvanica e per areazione differenziale. Costruzione ed uso dei diagrammi potenziale-pH (Pourbaix) nello studio della corrosione ad umido dei metalli. Aspetti cinetici dei processi di corrosione. Potenziale misto o di corrosione. Diagrammi di Evans per vari tipi di controllo cinetico. Curve di passività. Forme di corrosione: generalizzata, contatto galvanico, pitting o vaiolatura, corrosione in fessura, attacco selettivo, corrosione intergranulare, corrosione per turbolenza, abrasione e sfregamento, sotto sforzo (stress corrosion cracking), corrosione-fatica, danneggiamento da idrogeno, corrosione microbiologica. Corrosione dei biomateriali metallici in colture cellulari. Corrosione dei materiali da impianto nel corpo umano. Influenza delle condizioni meccaniche di lavoro degli impianti nel corpo umano. Metodi di protezione e prevenzione:inibitori di corrosione, rivestimenti, protezione catodica, protezione anodica. Metodi di protezione dei biomateriali metallici dalla corrosione.

Esercitazioni

Attività di laboratorio e svolgimento di esercizi numerici su:

-Chimica fisica delle catene galvaniche. Equazione di Nernst e calcolo della forza elettromotrice.

-Cinetica delle catene galvaniche. Densita' di corrente di scambio e diagrammi di Tafel. Stima della corrente limite. Elettrodo rotante ed equazione di Levich.

-Sistemi di conversione/accumulo dell’energia elettrochimica. Scelta dei materiali e costruzione di una batteria.

-Processi di corrosione. Curve di passivita' e anodizzazione di metalli valvola.

-Wearable devices: costruzione di un dispositivo indossabile con generatore elettrochimico.

Materiale fornito dal docente.

Electrochemical Methods - Fundamentals and Applications, A. J. Bard, L. R. Faulkner, Wiley (II edition), 2001

Modern Electrochemistry 2B, 2nd edition J. O'M. Bockris e A.K.N. Reddy Kluwer Academic/Plenum Publishers NY (2000)

Pietro Pedeferri, Corrosione e protezione dei materiali metallici. Vol. I e Vol. II, polipress, 2007, Milano Italia

CHIMICA FISICA APPLICATA ALLA BIOINGEGNERIA (ING-IND/23)
BATTERIES AND FUEL CELLS

Degree course MATERIALS ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY

Subject area ING-IND/21

Course type Laurea Magistrale

Credits 9.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 81.0

For matriculated on 2020/2021

Year taught 2020/2021

Course year 1

Semestre Primo Semestre (dal 22/09/2020 al 18/12/2020)

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO COMUNE (999)

Location Lecce

Basic knowledge of physics and chemistry.

The course aims to provide the students with fundamental knowledge and understanding in electrochemical energy conversion and storage. Electrochemical, technological and metallurgical aspects of batteries and fuel cells devices are emphasized through theoretical lessons and numerical as well as experimental practice.

Knowledge and understanding

The course provides the basic concepts of electrochemical processes applied to energy conversion and storage systems

by focusing the attention on the performance, application, material science, and corrosion aspects of the batteries and fuel cell devices.

Applying knowledge and understanding

After the course, the student will acquire a basic knowledge of the principal topics of electrochemical charge storage and energy conversion. The student will learn theoretical and technological aspects of batteries, fuel cells and supercapacitor devices. The student will also understand metallurgical and environmental aspects of batteries and fuel cells finalized to prevent degradation and promote eco-friendly systems and recycle processes of wastes.

Making judgments                                                    

Students will acquire the ability to critically discuss the principal problems related to batteries and fuel cell and to propose solution to material choices, corrosion phenomena and stability issues by using basic electrochemical and metallurgical notions.

Communication

The students will be able to communicate the scientific knowledge and methodological tools acquired in the course with a varied and composite audience in a clear and technical way. The student will sustain conversations on electrochemical energy conversion themes by evidencing vantages and disadvantages if compared with other energy conversion methods. The ability to use a technical language will be improved during the laboratory practice, where the students will be called to propose solutions to the investigated systems.

Learning skills

The student will acquire basic concepts of applied electrochemistry that will guide him/her to a critical assessment of the positive and negative aspects of a novel energy storage or conversion system and to the project of possible solutions. These skills will be enhanced thanks to a long and focused laboratory practice.

 

The course consists of frontal lessons, numerical and experimental exercises. Class contents will be given on the board or presented with the aid of Power Point Slides. Interactions with students will be stimulated during lessons in order to keep high the attention and comprehension of the contents.

Exams will be composed of an oral discussion of the theoretical part of the course (6 credits) and a written report on the experimental activity (3 credits).

The oral discussion will relate on four topics:

  1. Energetic aspects of energy storage and conversion devices;
  2. Kinetic aspects of energy storage and conversion devices;
  3. Dicussion of a battery/fuel cell system;
  4. Enviromental and corrosion aspects of a battery/fuel cell system

With the aim to verify to what extent the student has acquired the aptitude to manage electrochemical theoretical aspect of batteries/fuel cells systems and to apply them to the design and problem solving activities characteristic of these devices.

The written report on the experimental activity will be evaluated by taking into account the level of the scientific discussion, the correctness of the technical language and the completeness/precision of the overall document. 

Theoretical lessons (6 credits)

Introduction to the course.

Introduction to electrochemistry. Differences between chemical and electrochemical reactions.

Energetic aspects of galvanic systems.

Notes on electrolytic solutions. Transport phenomena in solution. Migration, diffusion, convection.

Fundamental aspects of electrochemical kinetics in batteries: charge-transfer, diffusion and ohmic control. Charge-discharge curves.

Faradaic and non Faradaic processes. Electrode/Electrolyte double layer. Helmolz e Gouy-Chapman Models. Electrochemical Impedance Spectroscopy: principles and applications to the characterization of energy storage and conversion devices. Bode and Nyquist diagrams. Circuital models.

Electrochemical energy storage and conversion: introduction and electrochemical fundamental aspects.

Present state of the art of energy storage and conversion devices for application in mobile (consumer electronics

and biomedical devices), transport (hybrid and electric vehicles) and stationary (wind and photovoltaic systems).

Ragone plot.

Primary Batteries: conventional cells (Leclanche, manganese oxide/Zn, silver oxide/Zn, Zn/air), lithium batteries, reserve batteries, thermal batteries, sea batteries.

Secondary Batteries: Pb-acid, nickel - cadmium, silver- zinc, Zn-air.

alluminium - air, nickel - metal hydride, lithium. ZEBRA battery.

Processes and materials for hydrogen production and storage.

Fuel Cells: operating principle, general characteristic and classification. Advantages and disadvantages. Triple contact electrodes. Thermodynamic and kinetic aspects. Polarization curves. Membrane Electrodes Assembly.

Polymeric Electrolyte Fuel Cells (PEFC). Materials and operation of catalyzed electrodes and polymeric electrolytes. Perfluorosulfonic membranes (Nafion) and proton transport mechanisms. Water management.

Alkaline Fuel Cells. Phosphoric Acid Fuel Cells. Direct methanol fuel cells. Molten carbonate fuel cells. Solid oxide Fuel Cells.

Electrochemical capacitors and supercapacitors. Hybrid supercapacitors. Electrolytic supercapacitors.

Corrosion in batteries and fuel cells: fundamentals of electrochemical corrosion and metallurgical aspects in batteries and fuel cells.

Environmental impact of batteries and fuel cells.

Numerical exercises on energetics and kinetics of galvanic systems, energy conversion and storage, corrosion phenomena applied to batteries and fuel cells.

Laboratory Practice (3 credits)

Fabrication and electrochemical study of conventional batteries (such as  Daniell cell, Zn-air) and fuel cells (PEMFC). focusing the attention on the Nernst equation and equilibrium potential measurements, battery technology and components, half-cell reactions, charging/discharging tests, and performance analysis.

Metallurgical aspect of corrosion processes.

Electrochemical corrosion of materials typically used in battery and fuel cell systems.

Microstructure analysis of samples affected by electrochemical corrosion.

Electrochemical corrosion of samples characterized by the same composition and different microstructures:

microstructural analysis and mechanical performances.

Electrochemical Methods - Fundamentals and Applications, A. J. Bard, L. R. Faulkner, Wiley (II edition), 2001

Modern Electrochemistry 2B, 2nd edition J. O'M. Bockris e A.K.N. Reddy Kluwer Academic/Plenum Publishers NY (2000)

Pietro Pedeferri, Corrosione e protezione dei materiali metallici. Vol. I e Vol. II, polipress, 2007, Milano Italia

Papers and reviews provided during the course.

BATTERIES AND FUEL CELLS (ING-IND/21)
CHIMICA FISICA APPLICATA

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/23

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 54.0 Ore Studio individuale: 96.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 3

Semestre Secondo Semestre (dal 29/02/2016 al 03/06/2016)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

CHIMICA FISICA APPLICATA (ING-IND/23)

Tesi

•  G. Romano: "Influenza di alcuni parametri sperimentali sulle caratteristiche morfologiche di membrane di alumina preparate per via elettrochimica "

•  M. Sciortino: "Elettrodeposizione e caratterizzazione di film elettrocromici su substrati ITO"

• F. Conciauro: "Preparazione e Caratterizzazione Elettrochimica di membrane per celle a   combustibile "

• R. Ferraro: “Preparazione e Caratterizzazione di membrane di alumina anodica come supporto di conduttori protonici in fuel cell”, tesi premiata con una menzione alla manifestazione Premi OICE 2008 per il Premio in Ingegneria.

• L. Asaro: “Acidi solidi e conducibilità protonica nelle fuel cells”.

• L. Di Pasquale “Fabbricazione e Caratterizzazione di membrane per fuel cell portatili”

• G. F. Cacciatore, “Elettrodeposizione di Manganese per applicazioni in dispositivi per l’energia elettrochimica”

L. Mastai, “Bio-Polimeri a base di chitosano per celle a combustibile”

• M. Tagliente, "Nanostrutture di polipirrolo come  elettrocatalizzatori per la riduzione di ossigeno"

• G. Andriani, “Sensori Elettrochimici a base di Chitosano”

Pubblicazioni

  1. P. Bocchetta, C. Sunseri, A. Bottino, G. Capannelli, G. Chiavarotti, S. Piazza, and F. Di Quarto , "Asymmetric alumina membranes electrochemically formed in oxalic acid solution" Journal of Applied Electrochemistry, 32: 977-985, 2002;
  2. P. Bocchetta, C. Sunseri, G. Chiavarotti and F. Di Quarto, “Microporous alumina membranes electrochemically grown”, Electrochimica Acta, 48 (2003), Issues 20-22, 3175-3183;
  3. P. Bocchetta, C. Sunseri, R. Masi, S. Piazza, F. Di Quarto, “Influence of initial treatments of aluminum on the morphological features of electrochemically formed alumina membranes”, Materials Science and Engineering C 23 (2003) 1021-1026;
  4. P. Bocchetta, G. P. Chiavarotti,, R. Masi, C. Sunseri, F. Di Quarto, “Nanoporous alumina membranes filled with solid acid for thin film fuel cell at intermediate temperatures”, Electrochemistry Communications 6 (2004) 923-928;
  5. P. Bocchetta, M.Santamaria, F. Di Quarto, “Template electrosynthesis of La(OH)3 and Nd(OH)3 nanowires using porous anodic alumina”, Electrochemistry Communications 9 (2007) 683-688;
  6. P. Bocchetta, F. Conciauro, F. Di Quarto, “Nanoscale membrane electrode assemblies based on porous anodic alumina for hydrogen–oxygen fuel cell”, Journal of  Solid State Electrochemistry, 11, 1253–1261 (2007).
  7. F. Di Quarto, V. Figà, P. Bocchetta, M. Santamaria, Photoelectrochemical Synthesis of Polypyrrole on Anodic Ta2O5 Films, Electrochem. and  Solid State Letters, 10, H305-H308 (2007).
  8. P. Bocchetta, M.Santamaria, F. Di Quarto, Electrosynthesis of Ce-Co Mixed Oxide Nanotubes with High Aspect Ratio and Tunable Composition, Electrochem. and  Solid State Letters, 11, 3 K27-K30 (2008).
  9. P. Bocchetta, M.Santamaria, F. Di Quarto, Anodic Alumina membranes as template for the synthesis of 1-D Metal oxide Nanostructures, Advanced Material Research, Vol. 38, P.213 (2008).
  10. P. Bocchetta, M.Santamaria, F. Di Quarto, Cerium Oxyhydroxide Nanowire Growth via Electrogeneration
  11. of Base in Nonaqueous Electrolytes, Electrochem. and  Solid State Letters, 11, 9 K93-K97 (2008).
  12. P. Bocchetta, R. Ferraro and F. Di Quarto, Advances in Anodic Alumina Membranes-based fuel cell: CsH2PO4 pore-filler as proton conductor at room temperature, Journal of Power Source, 187, 49-56 (2009).
  13. M. Santamaria, P. Bocchetta, F. Di Quarto, Room temperature electrodeposition of photoactive Cd(OH)2 nanowires, Electrochem. Comm., 11 580–584 (2009);
  14. P. Bocchetta, M.Santamaria, F. Di Quarto, Anodic Alumina Membranes for Fuel Cell Technology and Nanostructure Template-assisted Deposition, Journal of Surface Finishing Society of Japan, 60 3 (2009).
  15. P. Bocchetta, M.Santamaria, F. Di Quarto, From ceria nanotubes to nanowires through electrogeneration of base, Journal of Applied Electrochemistry, 39, 2073 (2009).
  16. P. Bocchetta, M.Santamaria, F. Di Quarto, Comments on "Formation and characterization of nanotubes of La(OH)3 obtained using porous alumina membranes", Nanotechnology, 21 088001 (2010).
  17. F. Di Franco, P. Bocchetta, M. Santamaria, F. Di Quarto, Light induced electropolymerization of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) on niobium oxide, Electrochimica Acta, 56, 737-744 (2010).
  18. F. Di Franco, P. Bocchetta, C. Calì, M. Mosca, M. Santamaria, and F. Di Quarto, Electrochemical Fabrication of Metal/Oxide/Conducting Polymer Junction, Journal of Electrochemical Society, 158, H50-H54 (2011).
  19. P. Bocchetta, F. Conciauro, M. Santamaria, F. Di Quarto Cs0.86(NH4)1.14SO4Te(OH)6 in porous anodic alumina for micro fuel cell applications, Electrochimica Acta, 56, 3845 (2011).
  20. P. Bocchetta, F. Conciauro, M. Santamaria, F. Di Quarto, Electrodeposition of Supported Gadolinium-Doped Ceria Solid Solution Nanowires, Journal of Electrochemical Society, 159, E108-E114 (2012).
  21. P. Bocchetta, M. Santamaria, F. Di Quarto, One-step electrochemical synthesis and physico-chemical characterization of CdSe nanotubes, Electrochimica Acta, 88, 340-346, (2013).
  22. M. Santamaria, L. Asaro, P. Bocchetta, B. Megna, F. Di Quarto, Anodic Electro Deposition of CeO2 and Co-Doped CeO2 Thin Films, Journal of Electrochemical Society, 160, D212-D217 (2013).
  23. M. Santamaria, L. Asaro, P. Bocchetta, B. Megna, F. Di Quarto, Electrodeposition of CeO2 and Co-Doped CeO2 Nanotubes by Cyclic Anodization in Porous Alumina Membranes, ECS Electrochemistry Letters  2, D29-D32 (2013).
  24. G. Scaduto, M. Santamaria, P. Bocchetta, F. Di Quarto, The effect of hydration layers on the anodic growth and on the dielectric properties of Al2O3 for electrolytic capacitors, Thin Solid Films, 550, 128–134 (2014).
  25. B. Bozzini, P. Bocchetta, A. Gianoncelli, C. Mele, M. Kiskinova, Electrodeposition of Co/CoO Nanoparticles Onto Graphene for ORR Electrocatalysis: a Study Based on Micro-X-ray Absorption Spectroscopy and X-ray Fluorescence Mapping, Acta Chimica Slovenica, 61, 263-271 (2014).
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  45. Patrizia Bocchetta, Domenico Frattini, Miriana Tagliente, Filippo Selleri, Electrochemical deposition of polypyrrole nanostructures for energy applications, Current nanoscience, 15, 1-21 (2019).
  46. Patrizia Bocchetta, Ionotropic gelation of chitosan for next-generation composite proton conducting flat structures, Molecules, 25 (2020) 1632.
  47. Patrizia Bocchetta, Domenico Frattini, Srabanti Ghosh, Allibai Mohanan Vinu Mohan, Yogesh Kumar, Yongchai Kwon, Soft materials for wearable/flexible electrochemical energy conversion, storage, and biosensor devices, Materials 13 (2020) 2733.
  48. Sarushi Rastogi, Vasudha Sharma, Meenal Gupta, Pushpa Singh, Patrizia Bocchetta, Yogesh Kumar, Methods of Synthesis and Specific Properties of Graphene NanoComposites for Biomedical and Related Energy Storage Applications, Current Nanoscience, accepted (2020).

Capitoli di libro

B. Bozzini, M. Altissimo, M. Amati, P. Bocchetta, A. Gianoncelli, L. Gregoratti, G. Kourousias, L. Mancini, C. Mele, M. Kiskinova, In situ and ex situ x-ray microspectroelectrochemical methods for the study of zinc–air batteries, Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering (Elsevier) (2015) pp. 1–21;

Patrizia Bocchetta, Liana Anicai, Teodor Visan, Filippo Selleri, Corrosion resistance improvement of metal alloys by laser cladding in “Laser Cladding of Metals”, Ed. P. Cavaliere, Springer, New York, USA, (2020).

 

Proceedings

  1. P. Bocchetta, F. Conciauro, G. Chiavarotti, F. Di Quarto, “Preparation and characterization of novel proton conducting membranes for thin film fuel cell”, HYSYDAYS Proceedings of “1st World Congress of Young Scientists on Hydrogen Energy Systems”, Editors Naim. H. Afgan, F. Orecchini e A. Santiangeli, Begell House Inc, New York, (2005) pp. 375-383, ISBN 1-56700-230-7;
  2. P. Bocchetta, F. Conciauro, M. Santamaria, F. Di Quarto, Fuel cell performances of bio-membranes made of Chitosan-polyelectrolyte thin films and nanowires into anodic alumina membranes, 41, 79-89, ECS Transactions (2012).
  3. B. Bozzini, P. Bocchetta, A. Gianoncelli, M. Amati, L. Gregoratti, C. Mele, M. Kiskinova, Synchrotron-based in situ characterization of PEMFC and SOFC components, 5th European Fuel Cell Piero Lunghi Conference and Exhibition, EFC 2013, Rome, Italy, 11-13 (2013)

Brevetti

  1. G. P. Chiavarotti, C. Sunseri,, U. Gullo, F. Di Quarto, P. Bocchetta, Process for Manifacturing a Porous Body, European Patent Application N° EP 1357626, November 04, 2003;
  2. G. P. Chiavarotti, C. Sunseri,, U. Gullo, F. Di Quarto, P. Bocchetta, Process for Manufacturing a porous alumina membrane for fuel cells, , European Patent Application N° EP1391235, February 25, 2004.

Temi di ricerca

La sua attività di ricerca si è sviluppata nel campo dell’Elettrochimica dei Materiali, ed in particolare sulle seguenti tematiche:

1) studio del processo di crescita di film porosi su alluminio;

2) elettrodeposizione e caratterizzazione di nuovi elettrocatalizzatori a base di polimeri conduttori per la riduzione di ossigeno in celle a combustibile (PEMFC, SOFC) e batterie Zn-aria;

3) nuove membrane a scambio protonico a base di bio-polimeri naturali (chitosano) per celle a combustibile (PEMFC e DMFC);

4) batterie Zn-aria a Zn particolato;

5) preparazione e funzionalizzazione di membrane anodiche di allumina per applicazione in Thin Film Fuel Cells;

6) fabbricazione elettrochimica di giunzioni metallo/ossido/semiconduttore organico per applicazione in dispositivi elettronici;

7) crescita elettrochimica e caratterizzazione di materiali nanostrutturati (ossidi, idrossidi di metalli e polimeri) per applicazioni energetiche e sensoristiche;

8) didattica della scienza.

Risorse correlate

Documenti