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BATTERIE BIODEGRADABILI BASATE SU UNA MISCELA DI GRAFENE E GELATINA

Si prevede come prima fase lo sviluppo di un setup di misura per le caratterizzazioni elettriche in corrente continua dei dispostivi basati su gelatina bovina caricata con diverse concentrazioni di grafene. Successivamente, in base alle curve di ciclovoltammetria si determinerà la capacità elettrica in funzione del contenuto di grafene. Effettuando la misura in una camera climatica si evidenzierà l’effetto dell’umidità sulle proprietà di immagazzinamento dell’energia. In seguito, attraverso misure di microscopia AFM, SEM, e misure RAMAN saranno effettuate analisi per rilevare possibili legami tra le proprietà elettriche e quelle strutturali e/o chimiche. In una seconda fase si svilupperà un sistema hardware per il monitoraggio nel tempo della carica e scarica del sistema gelatina/grafene alimentato a corrente costante. In questo modo, sarà possibile estrapolare la resistenza serie della batteria/pseudocapacitore, e si determinerà la sua dipendenza in funzione del contenuto di grafene nello strato attivo del dispositivo. Contemporaneamente, si svilupperanno librerie software, scritte in Matlab, per l’estrapolazione della capacità elettrica ad ogni ciclo.In una terza fase si è interessati a valutare la risposta in frequenza dei dispositivi sotto esame, alimentati con diverse tensioni ed in un range di frequenza compreso tra 100 Hz ed 1 MHz. Inoltre, integrando la camera climatica con le misure di impedenza, sarà possibile individuare il ruolo dell’umidità nel trasferimento della carica e nella capacità elettrica. Il setup hardware sarà corredato di librerie software per l’analisi degli spettri di impedenza e di un tool di fitting per l’estrapolazione dei modelli circuitali equivalenti nel dominio delle frequenze.Tramite le misure di corrente-tensione condotte sui dispositivi con diverse concentrazioni di grafene nello strato attivo, si individuerà la concentrazione ottimale per massimizzare l’immagazzinamento dell’energia. Infine si provvederà all’ottimizzazione dei contatti elettrici mediante l’utilizzo di grafite al fine di eleminare i contatti metallici sulla struttura gelatina/grafene per diminuire l’effetto della resistenza serie.