celle di graetzel
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CELLE DI GRAETZEL. [Lss Galileo Galilei Dolo anno 2008/2009 – Luca Carraro – Anna Gallo – Silvia Proto]. La cella di Graetzel : richiama nel suo funzionamento la fotosintesi delle piante usa un colorante organico analogo alla clorofilla per assorbire la luce e produrre un flusso di elettroni. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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CELLE DI GRAETZEL[Lss Galileo Galilei Dolo anno 2008/2009 – Luca Carraro – Anna Gallo – Silvia Proto]
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La cella di Graetzel :
• richiama nel suo funzionamento la fotosintesi delle piante
• usa un colorante organico analogo alla clorofilla per assorbire la luce e produrre un flusso di elettroni
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PREPARAZIONE
Il lavoro può essere suddiviso in tre momenti:
Preparazioneelettrodo
preparazione contro-elettrodo
e coloranteassemblaggio
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ElettrodoPreparazione dello strato assorbente.
1. Prendere due lastrine di vetro conduttore e lavarle con acetone e asciugarle delicatamente con il panno di cotone
2. Determinare il lato conduttore
3. Ricoprire la faccia conduttrice rivolta verso l’alto con biossido di titanio
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Contro-elettrodo e colorantePreparazione del contro-elettrodo.Coprire il lato conduttore con uno strato di carbonio, usando una matita morbida
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Preparazione del colorante
strumenti e materiali da utilizzare
- bilancia (+ 0,1 g)
Strumenti per filtrare il succo melograni acqua distillata e acetone vetrini con tiO2 prima della colorazione
pesare e successivamente spremere in una ciotola di melograno
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Applicare due pezzi di scotch sui bordi lunghi delle lastrine.
lo scotch crea una sorta di “vasca” che verràriempita dal biossido di titanio, lasciando uno spazio utile per i contatti.
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Depositare 2-3 gocce della sospensione di TiO2 e stenderle sul vetrino con la bacchetta di vetro
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rimuovere lo scotch e lasciare asciugare
Il vetrino con lo strato di ossido è pronto per essere sinterizzato in forno a 450°C, per 10minuti.
Lasciare raffreddare il vetrino sulla navicella (raffreddamento lento)
Immergere il vetrino nel succo sul vetrino d’orologio fino a che sparisce il colore bianco del TiO2 e comunque fino a quando non si è pronti ad assemblare la cella.
Rimuovere il vetrino con l’ossido di titanio lavarlo con acqua e quindi con acetone; affinché la cella di Graetzel funzioni, non ci devono essere tracce d’acqua sullo strato di TiO2/colorante prima di aggiungere la soluzione elettrolitica
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immergere il vetrino per 10 minuti nel succo nel lato con il TiO2
Pulire con particolare cautela il vetrino così ottenuto con un panno e acetone
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Assemblaggio della cellaAppoggiare il primo vetrino su una superficie piana con il lato con lo strato diossido/colorante rivolto verso l’alto e adagiare delicatamente sopra di esso il contro-elettrodo con lo strato di carbonio rivolto verso il basso , lievemente sfalsato. Le due estremità libere, di 4-5 mm serviranno come contatti elettrici.
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Sollevare i due vetrini mantenendoli nella loro posizione e bloccarli con due clips.
Depositare 1 o 2 gocce di soluzione elettrolitica sul bordo del dispositivo e , per azionecapillare il liquido bagnerà completamente lo strato di TiO2 tra i due vetrini
Rimuovere l’eccesso di elettrolita
Collegare la cella con i coccodrilli al multimetro: l’elettrodo negativo è il vetrino coperto di TiO2 (cavo nero), mentre quello positivo è il contro-elettrodo (cavo rosso). Misurare la differenza di tensione e la corrente massima prodotta.
DATI REGISTRATI CON LE
CELLE PRODOTTE IN LABORATORIO
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DATI SPERIMENTALILe misure sono state ottentute creando un circuito con un reostato un voltimetro e un amperometro. Successivamente abbiamo verificato che con tre celle collegate in serie si otteneva una ddp di 1,5 volt, sufficiente a far funzionare una calcolatrice tascabile.
relazione tra I e V
0
50
100
150
200
250
300
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
V
I V
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LE NOSTRE CELLE AL MICROSCOPIO
Si possono chiaramente vedere le fratture dovute al processo di essicazione del titanio; Vengono usate nanoparticelle perché più piccola è la particella più aumenta la superficie attiva. Aumenta l’area da ricoprire.
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