Sviluppo e ottimizzazione di nuovi processi, prodotti e prototipi per il prolungamento del ciclo di vita di articoli di rubinetteria, accessori moda e gioielli (FREEGALVAN)

Il Progetto FreeGalvan nasce dall’unione delle esigenze e dallo spirito di innovazione di Valmet Plating Srl, Materia Firenze Lab Srl, Jessica Spa, Rubinetterie Treemme e del Laboratorio di Elettrochimica Applicata dell’Università degli Studi di Firenze con l’obiettivo di introdurre l'innovazione sostenibile (SOI - Sustainability Oriented Innovation) nella sua più profonda accezione all’interno del settore moda, gioielleria e rubinetteria.  Il partenariato ha come caposaldo la specializzazione in finiture superficiali e nobilitazione di metalli; esso vede Valmet Plating nel ruolo di provider e developer di soluzioni innovative per i tre differenti user operanti in settori distinti (Materia Firenze Lab per l’accessoristica moda, Rubinetterie Treemme per la rubinetteria e Jessica per la gioielleria) ognuno con peculiari necessità. Allo stesso tempo il Laboratorio di Elettrochimica Applicata dell’Università degli Studi di Firenze svolge un ruolo fondamentale nella ricerca scientifica mettendo a disposizione competenze avanzate nello sviluppo di soluzioni elettrochimiche innovative e sostenibili.

Il settore dell’electroplating decorativo rimane un’industria caratterizzante del tessuto toscano, capace di essere leader a livello mondiale e deve essere considerato dalle industrie costituenti un vanto e un bene da mantenere ed espandere. Con FreeGalvan si vogliono proporre processi e soluzioni altamente eco- e socio-sostenibili e innovative, capaci di depositare nuovi materiali dalle performance almeno paragonabili, se non superiori, agli standard attuali, i quali non sono più sostenibili. Allo stato dell’arte attuale dell’industria, le cromature sono ancora realizzate prevalentemente con elettroliti a base di Cr(VI) (noto cancerogeno) e le linee nichel free, benché portino a materiali ipoallergenici, sono caratterizzate dall’elevato utilizzo di cianuri, i quali si trovano in abbondanza come specie “libere” (circa 60 g/L) nei bagni di bronzo bianco, lo strato barriera cardine dell'intero processo. Non solo, i bagni che contengono tali anioni operano molto spesso ad elevata temperatura, il che impone - per gli operatori - la continua addizione di sali di cianuro, in ragione fino a 1 g/L al giorno. In perfetta ottica di sostenibilità eco- e socio-ambientale, il partenariato si pone quindi l’obiettivo di realizzare soluzioni alternative specifiche, come strati barriera esenti da cianuri liberi e nichel, e un elettrolita a base di Cr(III) esente da Cr(VI), capace di produrre un materiale con comparabili caratteristiche di resistenza alla corrosione ed aspetto estetico. Tutto questo verrà coniugato a nuovi processi e prodotti pensati per i tre mercati di riferimento (accessoristica, rubinetteria e gioielleria) atti a lanciare ulteriormente le aziende del partenariato verso un'innovazione sostenibile dal punto di vista ambientale. Oltre che la riduzione drastica degli inquinanti chimici dai processi, verrà affrontata la riduzione dell’uso di materiali attraverso varie tecnologie come la stampa 3D, che permetterà di ridurre fortemente lo spreco di metalli di base nella manifattura dei rubinetti e, al contempo, realizzare design che risulterebbero impossibili con tecniche tradizionali. Il progetto promuoverà lo sviluppo di nuovi materiali nel campo della gioielleria, con uno studio su leghe di argento sostenibili specifiche per anime elastiche, che unite a nuovi macchinari prototipo appositamente realizzati permetteranno di dare alla luce una nuova collezione ecosostenibile. Infine, il progetto prevederà l’ottimizzazione delle geometrie anodiche atte a diminuire la dispersione degli spessori. Questo chiuderà il cerchio, rendendo atto alla volontà delle aziende di intraprendere e portare a termine la missione di innovazione sostenibile che permetterà al mercato decorativo toscano di mantenersi leader ed ampliare ulteriormente la propria forza.

Divulgazione dei risultati raggiunti 

Pubblicazioni su riviste scientifiche

(1) M. Verrucchi, G. Mazzoli, A. Comparini, R. Emanuele, M. Bonechi, I. Del Pace, W. Giurlani, C. Fontanesi, R. Kowalik, M. Innocenti. Electrodeposition of Sn-Ru Alloys by Using Direct, Pulsed, and Pulsed Reverse Current for Decorative Applications, Materials (2024) 17 5326. https://doi.org/10.3390/ma17215326.

(2)  M. Bonechi, C. Cappanni, P. Gentilesca, C. Bazzicalupi, W. Giurlani, M. Innocenti, L. Lari, F. Montanari, M. Savastano, M. Severi, A. Bianchi. From waste to fuel cells. In situ preparation of an atomically precise Pd(II)-catalyst by selective extraction of Pd(II) from a mixture of metal ions using modified multi walled carbon nanotubes (MWCNTs) and its implementation in the oxygen reduction reaction (ORR) in alkaline solution, Journal of Power Sources 639, 2025, 236661. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.236661

(3) F. Biffoli, P. Corsi, M. Riccardi, C. Bazzicalupi, M. Bonechi, C. Fontanesi, W. Giurlani, M. Pagliai, M. Innocenti. Experimental and theoretical investigation of L-cysteine influence over the electrodeposition mechanism for a novel sustainable acid copper electroplating formulation, Electrochimica Acta  (2025) 527 146243. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2025.146243

(4) M. Verrucchi, A. Pelagatti, F. Biffoli, E. Mariani, I. Del Pace, W. Giurlania, C. Bazzicalupi, M. Innocenti. Impact of electrodeposition parameters on hydrogen absorption and α-β phases formation in palladium electroplating. Journal of Electroanalytical Chemistry, 987, (2025), 119108, https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2025.119108.

Contributi in convegni e congressi

[1] (poster) A. Comparini, R. Emanuele, I. Del Pace, I. Maccioni, F. Pizzetti, F. Biffoli, M. Bonechi, W. Giurlani, M. Innocenti. How electrodeposition conditions of palladium affect hydrogen absorption. 16th International Workshop on Electrodeposited Nanostructures EDNANO-16, Firenze, Italy, 10-12 aprile 2025.

[2] (poster)  G. Pappaianni, F. Visconti, F. Montanari, S. Mistretta, T. Batistini, W. Giurlani, A. Paon, M. Innocenti.  Electrodeposition of Metals on Silicon for Enhanced Silicon Nanowires (NWs) Fabrication via Metal Assisted Chemical Etching (MACE). 16th International Workshop on Electrodeposited Nanostructures EDNANO-16, Firenze, Italy, 10-12 aprile 2025.

[3] (poster)  F. Biffoli, P. Corsi, M. Salvi, , G. Mazzoli, A. Massaro, C.D. Francavilla, C. Bazzicalupi, M. Pagliai, M. Innocenti.  Novel sustainable acid copper formulations: the L-Cysteine case. 16th International Workshop on Electrodeposited Nanostructures EDNANO-16, Firenze, Italy, 10-12 aprile 2025.

[4] (orale)  M. Innocenti, W. Giurlani, M. Bonechi, A. De Luca, E. Mariani, G. Pappaianni, F. Biffoli, C. Giovani, F. Montanari, G. Zangari, M. Pagliai. Electroplating, electrodeposition combined with vapor deposition PVD for advanced manufacturing. 247^th ECS meeting  (the electrochemical society meeting), Monreal, Canada 18-22 maggio 2025

[5] (poster)  W. Giurlani, M. Verrucchi, I. del Pace, A. Comparini, R. Emanuele, F. Biffoli, E. Mariani, A. Meoli, F. Pizzetti, I. Maccioni, and M. Innocenti.  Innovative EIS-DRT for Monitoring Organic Additives in Copper Electroplating Baths. 247th ECS meeting  (the electrochemical society meeting), Monreal, Canada 18-22 maggio 2025