Υπεύθυνος: Νικόλαος Κυρατζής, Καθηγητής Ηλεκτροχημείας
Ο τομέας διαθέτει ερευνητικό εξοπλισμό και είναι υπεύθυνος για τα μαθήματα Θερμοδυναμικής, Φαινομένων Μεταφοράς και Ηλεκτροχημείας στο Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος & Αντιρρύπανσης
Οι ερευνητικοί τομείς στους οποίους δραστηριοποιείται περιγράφονται κατωτέρω:
Α) Κυψέλες Καυσίμου & Ηλεκτρόλυσης Στερεού Οξειδίου (SOFC, SOEC). Οι συσκευές αυτές μετατρέπουν την χημική ενέργεια του καυσίμου απευθείας σε ηλεκτρική και αντίστοιχα μπορούν να λειτουργήσουν και αντίστροφα σαν κυψέλες ηλεκτρόλυσης για την παραγωγή υδρογόνου με κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Παρουσιάζουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής εν δυνάμει απόδοσης ακόμη και σε συστήματα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, ευελιξίας καυσίμου με δυνατότητα εσωτερικής αναμόρφωσης φυσικού αερίου και μηδαμινών περιβαλλοντικών επιπτώσεων.
Ο τομέας εξετάζει ερευνητικά καινοτόμες μεθόδους παρασκευής ηλεκτρολυτών και ηλεκτροδίων που βασίζονται σε τεχνικές απόθεσης όπως πυρόλυση ψεκασμού για την παρασκευή βελτιστοποιημένων δομών (περιλαμβανομένων και νανοδομών) για μέγιστη λειτουργική απόδοση. Τα παρασκευασμένα υλικά εξετάζονται ηλεκτροχημικά και υπό την επίδραση καυσίμων όπως υδρογόνου, μεθανίου και μίγματος μονοξειδίου/διοξειδίου του άνθρακα.
Διενεργούνται θεωρητικές προσομοιώσεις μεθόδων με εξειδικευμένα λογισμικά όπως COMSOLκαι MATLABμε την υπόθεση του συνεχούς μέσου αλλά ο τομέας επεκτείνεται και σε προσεγγίσεις μη συνεχούς μέσου με προσομοιώσεις βασισμένες στην Μοριακή Δυναμική και MonteCarlo.
B) Η επιτυχής ενσωμάτωση των παραπάνω συσκευών στο ηλεκτρικό δίκτυο αποτελεί μια πρόκληση σε σχέση με την δυνατότητα επιτυχούς προσαρμογής στις αλλαγές φορτίου που εμφανίζονται συχνά στο ηλεκτρικό δίκτυο. Ο τομέας εξετάζει θεωρητικά και πειραματικά την μέθοδο της Αντίστασης Εναλλασσόμενου Ρεύματος (ACImpedanceAnalysis) σαν εργαλείο για τον προσδιορισμό των χρονικών καθυστερήσεων τέτοιων συστημάτων κυψελών καυσίμου συνδεδεμένων με το δίκτυο σε μεγάλες αλλαγές φορτίου.
Γ) Μια άλλη δραστηριότητα του τομέα αποτελεί η θερμοδυναμική ανάλυση διεργασιών με τις μεθόδους υπολογισμού του μέγιστου χρήσιμου έργου ( εξέργειας ή διαθέσιμης ενέργειας) των ρευμάτων της διεργασίας. Αυτές οι μέθοδοι δίνουν μια εικόνα της «ποιότητας» της διαθέσιμης ενέργειας από διάφορους ενεργειακούς κύκλους και χημικές διεργασίες.
Δ) Τέλος ο τομέας επεκτείνεται και στην πειραματική παρασκευή και χαρακτηρισμό άλλου τύπου κεραμικών υμενίων όπως σύνθετων κεραμο-μεταλλικών ή πολύπλοκων οξειδίων (όπως περοβσκιτών) για άλλου είδους εφαρμογές όπως αισθητήρες αερίου, κεραμικές μεμβράνες και εκμετάλλευση μαγνητικών ιδιοτήτων.