Buone pratiche e Tecnologie Appropriate per la gestione delle risorse idriche ed il risparmio energetico in ambito urbano e rurale

Questa tesi di dottorato tratta il tema delle Tecnologie Appropriate e delle Buone Pratiche per la gestione delle risorse idriche ed il risparmio energetico nell’ambito dell’abitato urbano e rurale. Viene fatta una breve panoramica sulle principali teorie e metodologie che fino ad oggi hanno fatto da linee guida per la progettazione sostenibile e il corretto utilizzo delle risorse. Questa visione d'insieme servirà per esprimere delle valutazioni e trovare dei comuni dominatori per proporre una nuova metodologia d'approccio alla gestione delle risorse con particolare attenzione rivolta alla condizione presente e alla zona d’intervento. Site specific sustainability Approach (S3A). I casi studio: • Un progetto di approvvigionamento idrico e di desalinizzazione delle acque per un’oasi del Sahara marocchino. • Un progetto di ricerca della Columbia University e della NASA legato alla sostenibilità urbana di New York che analizza i benefici apportati dall'installazione di coperture verdi nell'area di Manhattan da un punto di vista della gestione delle risorse idriche, energetiche e delle componenti ambientali. • Un progetto di verde verticale e giardino pensile a Milano. • Un progetto di approvvigionamento idrico sostenibile e gestione del verde per la città di Porto Plata in Repubblica Domenicana. Approfondimenti e sperimentazioni. • E’ stato approfondito il tema della distillazione solare per la dissalazione e potabilizzazione delle acque in zone rurali desertiche ed isolate. • E’ stato progettato e realizzato un prototipo innovativo di distillatore tubolare con collettore solare parabolico. Il prototipo è stato testato nei laboratori della Columbia University di New York. • Sono state approfondite le Khettaras o Qanat, tunnel sotterranei per l’approvvigionamento idrico nelle zone aride. • Infine sono stati approfonditi i benefici apportati dalle coperture a verde (tetti verdi) e dal verde verticale nelle zone urbane dal punto di vista della gestione delle risorse idriche ed il risparmio energetico.

Design, synthesis and photovoltaic properties of some thiophene-based conjugated polymers for organic solar cells

The current issue of the resource of energy combined with the tendency to give a green footprint to our lifestyle have prompted the research to focus the attention on alternative sources with great strides in the optimization of polymeric photovoltaic devices. The research work described in this dissertation consists in the study of different semiconducting π-conjugated materials based on polythiophenes (Chapter I). In detail, the GRIM polymerization was deepened defining the synthetic conditions to obtain regioregular poly(3-alkylthiophene) (Chapter II). Since the use of symmetrical monomers functionalized with oxygen atom(s) allows to adopt easy synthesis leading to performing materials, disubstituted poly(3,4-dialkoxythiophene)s were successfully prepared, characterized and tested as photoactive materials in solar cells (Chapter III). A “green” resource of energy should be employed through sustainable devices and, for this purpose, the research work was continued on the synthesis of thiophene derivatives soluble in eco-friendly solvents. To make this possible, the photoactive layer was completely tailored starting from the electron-acceptor material. A fullerene derivative soluble in alcohols was successfully synthetized and adopted for the realization of the new devices (Chapter IV). New water/alcohol soluble electron-donor materials with different functional groups were prepared and their properties were compared (Chapter V). Once found the best ionic functional group, a new double-cable material was synthetized optimizing the surface area between the different materials (Chapter VI). Finally, other water/alcohol soluble materials were synthetized, characterized and used as cathode interlayers in eco-friendly devices (Chapter VII). In this work, all prepared materials were characterized by spectroscopy analyses, gel permeation chromatography and thermal analyses. Cyclic voltammetry, X-ray diffraction, atomic force microscopy and external quantum efficiency were used to investigate some peculiar aspects.