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Aerogels for energy and environmental applications

Fontanazza Giulia Quaglio Marzia Pirri Candido Fabrizio Verga Francesca
Articolo Immagine
ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2020
Numero:
159
Fascicolo:
GEAM N.159/2020

Articolo Open Access

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Applicazioni ambientali ed energetiche degli aerogelGli ultimi avanzamenti nella ricerca dimostrano che gli aerogel sono una promettente classe di materiali microporosi grazie alle loro proprietà, come la bassa densità, l’elevata area superficiale, l’alta porosità e la loro chimica superficiale adatta a modifiche e funzionalizzazioni. Per decenni, gli aerogel sono stati ritenuti interessanti principalmente dai settori dell’aerospazio e dell’edilizia, grazie al continuo miglioramento delle loro proprietà isolanti in ambito sia termico sia acustico. Più recentemente, gli avanzamenti tecnologici riguardanti i processi di essicamento, necessari per lo step finale di sintetizzazione dell’aerogel, hanno aperto la strada a nuove interessanti opportunità rendendo possibile l’accesso degli aerogel a nuovi ambiti di applicazione. In questo contesto, negli ultimi dieci anni, le scienze ambientali ed energetiche hanno contribuito in maniera significativa allo sviluppo della tecnologia in questione, proponendo nuove applicazioni e contribuendo all’ampiamento delle classi di materiali che possono essere sintetizzati in forma di aerogel. Per nuove applicazioni si intente, per esempio, l’adsorbimento di contaminanti, il trattamento di fluidi e la catalisi. Inoltre, l’avanzamento tecnologico ha messo in luce nuove proprietà come, ad esempio, la conducibilità elettrica. L’obiettivo della seguente mini-review è di fornire una panoramica sugli avanzamenti nello sviluppo degli aerogel per applicazioni ambientali ed energetiche, specialmente enfatizzando le strategie comuni e le proprietà che hanno portato gli aerogel a essere una delle tecnologie chiave emergenti in queste aree della scienza. Parole chiave: Aerogel, purificazione dell’aria, bonifica delle acque, produzione di energia, stoccaggio di energia.   

Aerogels are emerging as one of the most intriguing and promising groups of microporous materials, characterized by impressive properties such as low density, high surface area, high porosity and tunable surface chemistry. Fostering unique thermal and acoustic insulation features, for several decades they mainly received attention from the aerospace and building sectors. More recently, new great opportunities arose due to significant advances in the drying technologies that currently, represent the enabling step for aerogel synthesis and fabrication. This process-ability dramatically increased the interest toward aerogels from new disciplines. This explains why in the last decade the Environmental Science and Energy fields significantly contributed to the expansion of the aerogel technology, suggesting novel uses and applications and contributing to extend the group of materials that can be synthetized by aerogel processing. New, unforeseen properties emerged for aerogel materials, such as adsorption of contaminants and fluids purification, catalysis of different reactions, electrical conductivity. The present short-review aims at providing a critical overview of the key advances in the development of aerogels for energy and environmental applications, especially emphasizing the common strategies and properties that are turning aerogels into one of the new key emerging technologies of these areas of science. Keywords: Aerogel, air cleaning, water remediation, energy production, energy storage.