Fondamenti del Trasporto nei Mezzi Porosi

Come si muovono fluidi, ioni e gas attraverso strutture microscopiche complesse come elettrodi di batterie, celle a combustibile e terreni? Comprendere il trasporto nei mezzi porosi è essenziale per progettare sistemi energetici elettrochimici di nuova generazione e risolvere sfide critiche di ingegneria chimica. Questo corso fornisce un percorso chiaro, passo dopo passo, dalle basi fisiche ai modelli ingegneristici pratici. Passerai da una comprensione di base della fluidodinamica a modellare con sicurezza il trasporto complesso e multi-componente in reti porose strutturate e non strutturate. Cosa imparerai: - Comprendere definizioni fondamentali, porosità, tortuosità e volumi elementari rappresentativi. - Applicare la Legge di Darcy e le sue estensioni per modellare il flusso di fluidi monofase e multifase. - Modellare processi di diffusione e dispersione all'interno di reti di pori complesse. - Analizzare il trasporto elettrochimico, inclusa la migrazione ionica e il trasferimento di carica negli elettrodi porosi. - Valutare applicazioni energetiche moderne, dagli elettrodi di batterie ai gruppi membrana delle celle a combustibile. Questo corso inizia con concetti essenziali di chimica fisica e fluidodinamica prima di guidarti attraverso formulazioni matematiche e scenari ingegneristici reali. Leggerai spiegazioni dettagliate, analizzerai derivazioni svolte e risolverai esercizi pratici progettati per consolidare la tua comprensione. Questo corso è pensato per studenti di ingegneria, ricercatori e professionisti che desiderano comprendere i fenomeni di trasporto nei materiali porosi. Non è richiesta una conoscenza avanzata dei mezzi porosi, sebbene una familiarità di base con il calcolo e la fisica generale sia utile.