Nano-antenne per la fotosintesi artificiale

Titolo del progetto di ricerca

Lush Art: Luminescent Solar Heterostructures for Artificial Photosynthesis

Area scientifica

Chimica Fisica, Energia, Scienza e Tecnologia dei Materiali

Marie Skłodowska-Curie fellow

Francesca Stefania Freyria

Abstract

Il progetto Lush Art mira a sviluppare nuovi materiali ibridi basati sul trasferimento di energia e a fabbricare concentratori solari luminescenti innovativi che si ispirano alle foglie degli alberi.

Descrizione del progetto di ricerca 

La riduzione dei livelli di CO2 in atmosfera è un problema cruciale per la Terra e nei prossimi anni l’Unione Europea e molte nazioni hanno fissato impegnativi obiettivi per la sua riduzione. La produzione di “combustibili solari” dalla reazione di water splitting e dalla riduzione della CO2 con luce solare può portare a rilevanti progressi in questa direzione. Sebbene gli sviluppi in questo ambito siano veloci, cruciali questioni sia tecniche che scientifiche sono ancora aperte. In fotochimica, l’assorbimento della luce solare da parte del sensitizzatore è un fattore limitante. In natura, grazie al trasferimento di energia, piante e alghe convertono efficientemente la CO2. Le antenne molecolari trasferiscono energia tra di loro e la indirizzano a un singolo centro catalitico reattivo. Questo è il principio ispirante di Lush Art, dove nuove antenne solari, basate sul self-assembly sia di molecole organiche sia di quantum dots, saranno usate per trasferire velocemente energia nei centri reattivi. Tali materiali saranno integrati in nuovi concentratori solari luminescenti (LSCs) per la fotosintesi artificiale. Questo progetto, che prevede una collaborazione con il Centro Ricerche per le Energie Rinnovabili e l'Ambiente a Novara, ha un approccio multidisciplinare e potrà avere positivi impatti su altri campi della chimica e della scienza dei materiali.

Impatto sulla società  e sulla carriera del ricercatore 

Il progetto Lush Art contribuirà a capire meglio come sfruttare la luce solare per ridurre le  emissioni di CO2.

L'esperienza e le competenze acquisite dal fellow durante il periodo all'estero presso il laboratorio del Prof. M. Bawendi (Dip. di Chimica, Massachusetts Institute of Technology, MA, USA) saranno cruciali per questo progetto, e potranno dare un impatto positivo alla carriera del ricercatore, permettendo di aprire un nuovo ambito di ricerca, altamente complementare con quello svolto da altri gruppi al Politecnico di Torino.

Breve CV del Marie Skłodowska-Curie fellow

Dopo la laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio, Francesca S. Freyria ha ricevuto un dottorato europeo in Scienza e Tecnologia dei Materiali sotto la supervisione della Prof. B. Bonelli al Politecnico di Torino. Durante il dottorato ha visitato il gruppo del Prof. J. Durrant (ICL, UK) per studiare film dopati per il water splitting. Durante il 2014, come Post Doc, si è unita al gruppo del Prof. M. Bawendi al MIT (MA, USA). I suoi interessi di ricerca sono lo studio di nuovi materiali nanostrutturati e mesoporosi e come conferire loro nuove proprietà per applicazioni in ambito ambientale e per l’energia solare.

Supervisore

Prof. Barbara Bonelli, DISAT-Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia, Politecnico di Torino

Organizzazione Partner

Centro Ricerche per le Energie Rinnovabili e l'Ambiente, ENI, Novara

Lush Art project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 843439

  • Budget: 171.470 euro
  • Data inizio: 1/02/2020
  • Data fine: 31/01/2022