Profile
Position: Professore Associato
Unit: Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale
Scientific-disciplinary sector: Principi di Ingegneria Chimica ICHI-01/B
Positions
- Vice Presidente - Ingegneria Chimica (Laurea Magistrale)
- Vice Presidente - Ingegneria Chimica (Laurea)
FORMAZIONE
2007: Laurea Triennale in Ingegneria Chimica, Università di Pisa, con votazione 110/110 e lode. Tesi: "Modellazione matematica dei fenomeni di trasferimento di carica in elettrodi compositi"
2010: Laurea Specialistica in Ingegneria Chimica, Università di Pisa, con votazione 110/110 e lode. Tesi: "Mathematical modelling of an innovative solid oxide fuel cell"
2014: Dottorato di Ricerca in Ingegneria Chimica e dei Materiali, Università di Pisa, con International Doctorate Certificate. Tesi "Mathematical modelling of solid oxide fuel cells"
CARRIERA ACCADEMICA
05/2010-10/2010: Assistente di ricerca presso IENI-CNR di Genova
11/2010-12/2010: Assistente di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
02/2014-09/2015: Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
09/2015-08/2017: Marie Sklodowska-Curie Individual Research Fellow presso il Department of Earth Science and Engineering, Imperial College London, UK
09/2017-10/2017: Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
11/2017-10/2020: Ricercatore tipo B presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
11/2020-presente: Professore Associato presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
ABILITAZIONI SCIENTIFICHE NAZIONALI
2017: Professore di II fascia, settore concorsuale 09/D3 "Impianti e Processi Industriali Chimici"
2022: Professore di I fascia, settore concorsuale 09/D2 "Sistemi, Metodi e Tecnologie dell'Ingegneria Chimica e di Processo"
PROGETTI
2009-2010: Innovative Dual Membrane Fuel Cell (IDEAL-Cell), finanziato da European FP7-FET
2014-2015: Enhanced Durability Materials for Advanced Stacks of New Solid Oxide Fuel Cells (ENDURANCE), finanziato da European FP7-JTI Fuel Cell and Hydrogen
2015-2017: Augmented Lifetime of Infiltrated Solid Oxide Fuel Cells (ALifeInSOFCs), finanziato da European Commission H2020
2015-2017: Electrodes by Design - Microstructural Engineering of High Performance Electrodes for Solid Oxide Fuel Cells, finanziato da Engineering and Physical Sciences Research Council (UK)
2019-2021: Experimental and numerical characterization and optimization of the microstructure of advanced/hierarchical porous media with application to fuel cells and batteries, finanziato da Ministry of Science and Technology (Taiwan)
2020-2022: Sviluppo di strumenti tecno-socio-economici per una filiera sostenibile delle batterie al litio, finanziato da Progetti di Ateneo, Università di Pisa
2020-2023: Computer aided design for next generation flow batteries (CompBat), finanziato da European Commission H2020
Numerosi contratti di ricerca finanziati da compagnie, prevalentemente estere, nel settore dell'accumulo e conversione elettrochimica dell'energia.
INTERESSI DI RICERCA
- sviluppo e validazione di modelli dinamici multiscala di trasporto e trasferimento di carica in elettrodi porosi per batterie a litio-ione, litio-aria, celle a combustibile e batterie a flusso, con applicazione nello studio di ottimizzazione di prestazioni, ricarica veloce, allungamento vita utile, interpretazione dati sperimentali, riciclo e sostenibilità
- modelli ad interfacce diffuse (phase-field) per l'analisi della separazione di fase in ambiti dell'ingegneria chimica
2007: Laurea Triennale in Ingegneria Chimica, Università di Pisa, con votazione 110/110 e lode. Tesi: "Modellazione matematica dei fenomeni di trasferimento di carica in elettrodi compositi"
2010: Laurea Specialistica in Ingegneria Chimica, Università di Pisa, con votazione 110/110 e lode. Tesi: "Mathematical modelling of an innovative solid oxide fuel cell"
2014: Dottorato di Ricerca in Ingegneria Chimica e dei Materiali, Università di Pisa, con International Doctorate Certificate. Tesi "Mathematical modelling of solid oxide fuel cells"
CARRIERA ACCADEMICA
05/2010-10/2010: Assistente di ricerca presso IENI-CNR di Genova
11/2010-12/2010: Assistente di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
02/2014-09/2015: Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
09/2015-08/2017: Marie Sklodowska-Curie Individual Research Fellow presso il Department of Earth Science and Engineering, Imperial College London, UK
09/2017-10/2017: Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
11/2017-10/2020: Ricercatore tipo B presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
11/2020-presente: Professore Associato presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, Università di Pisa
ABILITAZIONI SCIENTIFICHE NAZIONALI
2017: Professore di II fascia, settore concorsuale 09/D3 "Impianti e Processi Industriali Chimici"
2022: Professore di I fascia, settore concorsuale 09/D2 "Sistemi, Metodi e Tecnologie dell'Ingegneria Chimica e di Processo"
PROGETTI
2009-2010: Innovative Dual Membrane Fuel Cell (IDEAL-Cell), finanziato da European FP7-FET
2014-2015: Enhanced Durability Materials for Advanced Stacks of New Solid Oxide Fuel Cells (ENDURANCE), finanziato da European FP7-JTI Fuel Cell and Hydrogen
2015-2017: Augmented Lifetime of Infiltrated Solid Oxide Fuel Cells (ALifeInSOFCs), finanziato da European Commission H2020
2015-2017: Electrodes by Design - Microstructural Engineering of High Performance Electrodes for Solid Oxide Fuel Cells, finanziato da Engineering and Physical Sciences Research Council (UK)
2019-2021: Experimental and numerical characterization and optimization of the microstructure of advanced/hierarchical porous media with application to fuel cells and batteries, finanziato da Ministry of Science and Technology (Taiwan)
2020-2022: Sviluppo di strumenti tecno-socio-economici per una filiera sostenibile delle batterie al litio, finanziato da Progetti di Ateneo, Università di Pisa
2020-2023: Computer aided design for next generation flow batteries (CompBat), finanziato da European Commission H2020
Numerosi contratti di ricerca finanziati da compagnie, prevalentemente estere, nel settore dell'accumulo e conversione elettrochimica dell'energia.
INTERESSI DI RICERCA
- sviluppo e validazione di modelli dinamici multiscala di trasporto e trasferimento di carica in elettrodi porosi per batterie a litio-ione, litio-aria, celle a combustibile e batterie a flusso, con applicazione nello studio di ottimizzazione di prestazioni, ricarica veloce, allungamento vita utile, interpretazione dati sperimentali, riciclo e sostenibilità
- modelli ad interfacce diffuse (phase-field) per l'analisi della separazione di fase in ambiti dell'ingegneria chimica
Teaching
Teaching activity
Teaching responsibility for modules/courses
- Principi di ingegneria chimica ii (modulo dell'insegnamento principi di ingegneria chimica cod. 540ii) per Laurea in Ingegneria chimica
- Teoria e sviluppo dei sistemi reagenti (modulo dell'insegnamento ingegneria delle reazioni chimiche cod. 624ii) per Laurea Magistrale in Ingegneria chimica
- Termodinamica dell'ingegneria chimica (cod. 537II) per Laurea in Ingegneria chimica
Student consultation hours
Mode of office hours: Sempre necessario appuntamento via email con almeno 3 giorni di anticipo. Possibilità di ricevimento anche fuori dagli orari elencati.
Location: Ufficio DICI, sezione Ingegneria Chimica
Time: Martedì 9:00-10:00
Research
Research interests
Physics-based modelling of chemical, electrochemical and transport phenomena in electrochemical energy systems: lithium-ion and lithium-air batteries, solid oxide fuel cells, redox flow batteries.
Modelling of phase separating active materials for electrochemical energy storage and interplay with porous microstructures.
Development of fast-charging protocols for lithium-ion batteries: degradation modelling and state-of-health diagnostics.
Publications
- Critical comparison of equivalent circuit and physics-based models for lithium-ion batteries: A graphite/lithium-iron-phosphate case study (Lagnoni, Marco; Scarpelli, Claudio; Lutzemberger, Giovanni; Bertei, Antonio - 2024 - 1.1 Articolo in rivista)
- Intercalation in Li-ion batteries: thermodynamics and its relation to non-ideal solid-state diffusion (Lagnoni, Marco; Armiento, Gaia; Nicolella, Cristiano; Bertei, Antonio - 2024 - 1.1 Articolo in rivista)
- Chemical Origins of a Fast-Charge Performance in Disordered Carbon Anodes (Ahn, S.; Lagnoni, M.; Yuan, Y.; Ogarev, A.; Vavrinyuk, E.; Voynov, G.; Barrett, E.; Pelli, A.; Atrashchenko, A.; Platonov, A.; Gurevich, S.; Gorokhov, M.; Rupasov, D.; Robertson, A. W.; House, R. A.; Johnson, L. R.; Bertei, A.; Chernyshov, D. V. - 2023 - 1.1 Articolo in rivista)
- Multiscale dynamics of charging and plating in graphite electrodes coupling operando microscopy and phase-field modelling (Lu, X.; Lagnoni, M.; Bertei, A.; Das, S.; Owen, R. E.; Li, Q.; O'Regan, K.; Wade, A.; Finegan, D. P.; Kendrick, E.; Bazant, M. Z.; Brett, D. J. L.; Shearing, P. R. - 2023 - 1.1 Articolo in rivista)
- Why charging Li–air batteries with current low-voltage mediators is slow and singlet oxygen does not explain degradation (Ahn, Sunyhik; Zor, Ceren; Yang, Sixie; Lagnoni, Marco; Dewar, Daniel; Nimmo, Tammy; Chau, Chloe; Jenkins, Max; Kibler, Alexander J.; Pateman, Alexander; Rees, Gregory J.; Gao, Xiangwen; Adamson, Paul; Grobert, Nicole; Bertei, Antonio; Johnson, Lee R.; Bruce, Peter G. - 2023 - 1.1 Articolo in rivista)
- A comprehensive review and classification of unit operations with assessment of outputs quality in lithium-ion battery recycling (Latini, Dario; Vaccari, Marco; Lagnoni, Marco; Orefice, Martina; Mathieux, Fabrice; Huisman, Jaco; Tognotti, Leonardo; Bertei, Antonio - 2022 - 1.1 Articolo in rivista)
- Enabling early detection of lithium-ion battery degradation by linking electrochemical properties to equivalent circuit model parameters (Barzacchi, Leonardo; Lagnoni, Marco; DI RIENZO, Roberto; Bertei, Antonio; Baronti, Federico - 2022 - 1.1 Articolo in rivista)
- 3D microstructure design of lithium-ion battery electrodes assisted by X-ray nano-computed tomography and modelling (Lu, Xuekun; Bertei, Antonio; Finegan, Donal P.; Tan, Chun; Daemi, Sohrab R.; Weaving, Julia S.; O’Regan, Kieran B.; Heenan, Thomas M. M.; Hinds, Gareth; Kendrick, Emma; Brett, Dan J. L.; Shearing, Paul R. - 2020 - 1.1 Articolo in rivista)
- Simulated impedance of diffusion in porous media (Cooper, Samuel J.; Bertei, Antonio; Finegan, Donal P.; Brandon, Nigel P. - 2017 - 1.1 Articolo in rivista)
- The fractal nature of the three-phase boundary: A heuristic approach to the degradation of nanostructured solid oxide fuel cell anodes (Bertei, A.; Ruiz-Trejo, E.; Kareh, K.; Yufit, V.; Wang, X.; Tariq, F.; Brandon, N. P. - 2017 - 1.1 Articolo in rivista)