Ingegneria Energetica

Il corso è articolato nei seguenti moduli: - proprietà dei materiali [20 ore]; - classi di materiali [40 ore] - materiali innovativi [30 ore] Nel dettaglio, il programma include: INTRODUZIONE AI MATERIALI: Classificazione, ciclo di vita, selezione. Struttura cristallina ed amorfa, difetti. Relazioni tra struttura e proprietà. LE PROPRIETA’ DEI MATERIALI: le proprietà meccaniche (comportamento a sollecitazioni e deformazioni, deformazione elastica e plastica, sollecitazioni e deformazioni reali, modulo di elasticità, resistenza, duttilità, resilienza, tenacità, durezza. Meccanismi di rinforzo nei metalli. Frattura duttile e fragile, test di frattura da impatto. La tenacità a frattura. Comportamento alla fatica e allo scorrimento); le proprietà termiche (conducibilità termica, portata termica specifica, il punto di fusione, la temperatura massima di servizio, il coefficiente di dilatazione termica, il comportamento allo shock termico); le proprietà elettriche (resistività elettrica ,costante dielettrica, fattore di dissipazione, rigidità di elettrica); le proprietà magnetiche; le proprietà ambientali (energia incorporata, impronta di CO2, consumo di acqua, ecoindicatore nelle fasi di produzione, servizio e riciclo). I MATERIALI tradizionali ed emergenti per la produzione, conversione, raccolta ed immagazzinamento dell’energia: Struttura, composizione, proprietà, produzione, uso, requisiti e durabilità delle principali classi di materiali usati per applicazioni energetiche: i metalli e le leghe ferrose e non ferrose, i materiali ceramici ed i vetri, i leganti e il calcestruzzo, i materiali polimerici, i materiali compositi. I materiali per l’efficientamento energetico (materiali isolanti inorganici ed organici, naturali e sintetici; i vetri: stratificati, isolanti, a bassa emissività, fotovoltaici). I materiali elettrochimici: batterie e capacitori, fuel cells; thin-film per il fotovoltaico; dispositivi termofotovoltaici; celle fotoelettrochimiche per la generazione di idrogeno; celle elettrolitiche a ossidi solidi.

Per poter comprendere i contenuti dell’insegnamento e conseguire gli obiettivi di apprendimento, all’inizio delle attività didattiche è indispensabile che lo studente possieda le conoscenze di base di Matematica ed una buona conoscenza della chimica generale ed inorganica.

 W.D. Callister, D.G. Rethwisch- Materiali per l'Ingegneria Civile e Industriale- Edises in alternativa W.F. Smith, J. Hashemi – Scienza e tecnologia dei materiali - McGraw-Hill  Fundamentals of Materials for Energy and Environmental Sustainability edited by D.S Ginley and D. Cahen - Cambridge Univeristy Press  Articoli forniti dal docente  PowerPoint presentati in classe  Eserciziari Il materiale, in formato digitale, sarà messo a disposizione ad inizio corso ad eccezione dei powerpoint che saranno condivisi di volta in volta utilizzando una virtual google classroom (il cui codice di accesso sarà inviato via mail ai frequentanti).

La frequenza, sebbene non obbligatoria, è fortemente consigliata. Il semestre di frequenza di questo corso è il secondo (indicativamente dal 26 febbraio 2024 al 31 maggio 2024).

La valutazione è basata sugli esiti: 1) di un compito scritto, teso alla verifica dell’acquisizione delle conoscenze e sulla capacità di applicare tali conoscenze nell’esecuzione di calcoli numerici. Il compito consta di tre esercizi sulle proprietà dei materiali. 2) di un colloquio orale volto a verificare l’acquisizione del senso critico nella comprensione dei fenomeni, nella scelta delle soluzioni e nella loro applicazione Il voto finale è espresso in trentesimi. - Fino a 2 punti (peso sul voto complessivo di circa 6,7%) - Frequenza, interesse, coinvolgimento e puntualità nella consegna dei compiti assegnati - Fino a 18 punti (Peso sul voto totale circa 60%) per i tre esercizi - Fino a 10 punti (Peso sul voto complessivo circa 33.3%) - Colloquio orale composto da un massimo di tre domande sugli argomenti del corso Sono previsti 5 appelli ordinari (Giugno, Luglio, Settembre, Gennaio e Febbraio) e due straordinari, riservati ad alcune categorie di studenti (Ottobre e Marzo), con date non ancora stabilire. Sono previste 3 prove intermedie durante il corso (indicativamente la prima ad inizio aprile, la seconda ad inizio maggio e l’ultima a fine corso) con le quali, se superate, si ha accesso direttamente al colloquio orale.

Le attività didattiche comprendono lezioni frontali tradizionali e lezioni invertite per l’acquisizione delle conoscenze oltre a numerose esercitazioni da svolgersi anche in gruppi per l’applicazione delle conoscenze a casi reali. Ogni settimana sarà assegnato un compito tramite la virtual classroom con scadenza precisata da rispettare. I compiti settimanali possono includere domande, esercizi, approfondimenti o valutazioni critiche su argomenti specifici. La mancata restituzione dei compiti settimanali precluderà l'accesso agli esoneri.