Descrizione del modulo "Produzione di combustibili sintetici da sorgenti fossili e da CO2 (ET.P02.005.001)"

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  • Descrizione del modulo "Produzione di combustibili sintetici da sorgenti fossili e da CO2 (ET.P02.005.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • - Utilizzo di risorse energetiche alternative al petrolio (metano, carbone) per la produzione di combustibili puliti. -Riduzione di emissioni inquinanti mediante impiego di combustibili puliti. - Riduzione dell'immissione di CO2 in atmosfera grazie all'impiego di combustibili riformulati. (literal)
Tematiche di ricerca
  • L'attività di questo modulo riguarda lo sviluppo di sistemi catalitici attivi nella conversione di CO2 per la produzione di benzine sintetiche e combustibili alternativi puliti, nonché l'individuazione di correlazioni tra le proprietà chimico-fisiche dei catalizzatori studiati/preparati ed il loro comportamento catalitico, valutato in reazioni di notevole interesse scientifico ed applicativo. In particolare, l'attività di ricerca può essere sintetizzata come segue: Studio di sistemi catalitici innovativi per la produzione di benzine sintetiche da fonti energetiche di natura fossile (processi GTL) e preparazione di catalizzatori strutturati e di sistemi catalitici bi-funzionali attivi nel processo di produzione di metanolo e dimetiletere (DME)da fonti fossili alternative al petrolio. (literal)
Competenze
  • Le competenze possedute dai partecipanti di questo modulo riguardano il settore della chimica industriale con particolare riferimento alla catalisi eterogenea. In particolare, il know-how acquisito nel corso degli anno si concentra sulla progettazione/preparazione/caratterizzazione chimico-fisica di sistemi catalitici mono-metallici e multi-metallici per la produzione di combustibili alternativi puliti. In quest'ottica una notevole esperienza può essere vantata nei seguenti campi: -Studi fondamentali e reazioni \"modello\"; -Studi di cinetica applicata; -Studi di meccanismi di reazione; -Progettazione, preparazione e studio di sistemi catalitici polifunzionali; -Produzione di benzine sintetiche mediante processo GTL; -Produzione di metanolo e DME da gas di sintesi contenenti CO2. -Individuazione ed ottimizzazione di nuove tecniche sperimentali in catalisi; (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • - Catalizzatori FT a base di Fe per la produzione di benzine sintetiche senza zolfo e aromatici a partire da gas di sintesi contenenti CO2; - Catalizzatori bifunzionali per la produzione diretta di DME (combustibile diesel) da gas di sintesi contenenti CO2. - Sintesi di combustibili alternativi per motori convenzionali. (literal)
Tecnologie
  • Tecnologie Industriali relative a processi e sistemi catalitici per la produzione di combustibili. -Preparazione di catalizzatori mediante impregnazione (wet o dry), precipitazione/coprecipitazione, sol-gel, combustione, con applicazione di differenti trattamenti di condizionamento (annealing, calcinazione, riduzione, doping) in fase di sintesi. -Test catalitici in impianti operanti a pressione (1-40 bar) e temperatura (0-900°C) con reattori a letto fisso e \"batch\"; -Caratterizzazione chimico-fisica dei catalizzatori \"fresh\" e \"used\" mediante varie tecniche strumentali di bulk e superficie. (literal)
Obiettivi
  • Gli obiettivi principali si possono riassumere come segue: - Sviluppo di sistemi catalitici per la produzione di benzine sintetiche pulite; - Sviluppo di catalizzatori metallici per la produzione di metanolo e catalizzatori bifunzionali per la produzione diretta di DME da gas di sintesi ricchi in CO2; - Sviluppo di sistemi eterogenei acidi per la sintesi di bioderivati da utilizzare nella formulazione dei combustibili. (literal)
Stato dell'arte
  • METANOLO/DME Di elevato interesse risultano i combustibili sintetici FT ottenibili da gas di sintesi contenenti grandi quantità di CO2, poiché per tale via sarebbe possibile lo sfruttamento di riserve remote di gas naturale ricche in CO2, diminuendo peraltro la temperatura dello stadio di \"reforming\" e quindi i costi di produzione del gas di sintesi. A tal proposito, particolarmente promettente appare la possibilità di utilizzare CO2 come \"reagente\" per la produzione di prodotti chimici come il metanolo e il dimetiletere (DME), dal momento che questi composti sono considerati potenziali sostituti dei tradizionali combustibili fossili per autotrazione. (literal)
Tecniche di indagine
  • Nell'ambito del modulo in oggetto, una parte consistente dell'attività di ricerca viene dedicata all'approfondimento dei principi teorici ed all'applicazione pratica di svariate tecniche di caratterizzazione sia di bulk che di superficie dei materiali catalitici oggetto di studio. Tra le tecniche di indagine più frequentemente utilizzate per la comprensione dei fenomeni catalitici rientrano le seguenti: a)Microscopia elettronica a Trasmissione (TEM- EDAX); b)Microscopia elettronica a Scansione (SEM-EDAX); c)Analisi elementare (XRF e CHNS-O); d)Diffrattometria a raggi X (XRD); e)Spettroscopia fotoelettronica di raggi X (XPS); f)Studio delle isoterme di adsorbimento/desorbimento di N2 per la valutazione delle proprietà strutturali di catalizzatori solidi (Area superficiale, Volume dei pori, ...); g)Analisi Termica mediante TGA-DSC. Particolare menzione meritano inoltre le tecniche a temperatura programmata (TPR, TPO, TPD) per studiare l'interazione, sia superficiale che di bulk, di catalizzatori metallici supportati ed ossidi misti. (literal)
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