CELLE DI GRAETZEL

1. CELLE DIGRAETZEL [Lss Galileo Galilei Dolo anno 2008/2009 – Luca Carraro – Anna Gallo – Silvia Proto]

2. 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

3. PREPARAZIONE Il lavoro può essere suddiviso in tre momenti: Preparazione elettrodo preparazione contro-elettrodo e colorante assemblaggio

4. Elettrodo Preparazione dello strato assorbente. • Prendere due lastrine di vetro conduttore e lavarle con acetone e asciugarle delicatamente con il panno di cotone • Determinare il lato conduttore 3. Ricoprire la faccia conduttrice rivolta verso l’alto con biossido di titanio

5. Contro-elettrodo e colorante Preparazione del contro-elettrodo. Coprire il lato conduttore con uno strato di carbonio, usando una matita morbida

6. 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

7. Applicare due pezzi di scotch sui bordi lunghi delle lastrine. lo scotch crea una sorta di “vasca” che verrà riempita dal biossido di titanio, lasciando uno spazio utile per i contatti.

8. Depositare 2-3 gocce della sospensione di TiO2 e stenderle sul vetrino con la bacchetta di vetro

9. rimuovere lo scotch e lasciare asciugare Il vetrino con lo strato di ossido è pronto per essere sinterizzato in forno a 450°C, per 10 minuti. 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

10. 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

11. Assemblaggio della cella Appoggiare il primo vetrino su una superficie piana con il lato con lo strato di ossido/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.

12. 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 azione capillare 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

13. 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.

14. 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.