Descrizione della commessa "Produzione di combustibili alternativi (ET.P02.005)"

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  • Descrizione della commessa "Produzione di combustibili alternativi (ET.P02.005)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Utilizzo di risorse energetiche alternative al petrolio (metano, carbone, biomasse) per la produzione di combustibili puliti. Riduzione di inquinanti da autoveicoli mediante impiego di combustibili puliti. Riduzione dell'immissione di CO2 in atmosfera per impiego di bio-combustibili. Riutilizzo della CO2 per produrre combustibili. (literal)
Strumentazione
  • I partecipanti di questa commessa possiedono specifiche competenze nell'utilizzo delle seguenti apparecchiature: -Gascromatografi per analisi \"on-line\" ed \"off-line\" di miscele gassose; -Impianti di laboratorio per la conduzione di reazioni catalitiche in fase eterogenea gas-solida (reattori a letto fisso operanti a pressione atmosferica ed ad alta pressione ) e liquido-solida (reattori a mescolamento che operano ad elevata temperatura e presione); -Impianto di caratterizzazione di catalizzatori operante a temperatura programmata (TPR, TPD, TPO, ecc...) dotato di sistema GC-QMS per lo studio delle proprietà chimico-fisiche di superficie e di bulk. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le principali linee di ricerca di questa commessa possono essere così riassunte: 1. Studio di sistemi catalitici innovativi per la produzione di benzine sintetiche da fonti energetiche di natura rinnovabile; 2. Sviluppo di catalizzatori strutturati e di sistemi catalitici bi-funzionali attivi nel processo di produzione di DME ; 3. Sviluppo di catalizzatori solidi superacidi per la produzione di additivi ossigenati per diesel; 4. Sviluppo di sistemi catalitici per la produzione di bio-combustibili da glicerolo; 5. Sviluppo di sistemi catalitici per la produzione di bio-combustibili da oli di pirolisi di biomasse mediante \"processo di hydrotreating\". 6. Sviluppo di catalizzatore per la produzione di biocombustibili da oli vegetali mediante esterificazione 7. Sviluppo di sistemi catalitici per la produzione di biocombustibili da oli estratti da alghe (literal)
Competenze
  • Le competenze possedute dai partecipanti alla commessa possono essere così descritte: i) Studi fondamentali e reazioni \"modello\"; ii) Studi di cinetica applicata; iii) Individuazione ed ottimizzazione di nuove tecniche sperimentali in catalisi; iv) Studi di meccanismi di reazione; v) Progettazione, preparazione e studio di sistemi catalitici polifunzionali; vi) Sintesi di intermedi liquidi ossigenati mediante processi catalitici a due stadi; vii) Sviluppo di catalizzatori solidi superacidi per la produzione di additivi ossigenati per combustibili diesel; viii) Produzione di benzine sintetiche mediante processo GTL; ix) produzione di DME (dimetiletere) da gas di sintesi contenenti CO2. x) produzione di derivati ossigenati ottenuti da glicerolo xi) produzione di biocombustibili mediante processi di esterificazione di oli vari (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • - Catalizzatori multi-metallici per la produzione di metanolo per idrogenazione della CO2. - Catalizzatori bifunzionali per la produzione diretta di DME (combustibile diesel) da gas di sintesi contenenti CO2. - 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 solidi superacidi per la produzione di additivi ossigenati per combustibili diesel ottenuti mediante conversione dei bio-alcoli e del glicerolo. - Catalizzatori innovativi per la produzione di bio-combustibili da oli di pirolisi. -catalizzatori per la produzione di biocombustibili da oli di origine vegetale o da alghe (literal)
Tecnologie
  • Tecnologie industriali relative a processi e sistemi catalitici per la produzione di combustibili. - Preparazione di catalizzatori mediante impregnazione umida, precipitazione/coprecipitazione, combustione, sol/gel. - Test catalitici in impianti operanti a pressione (1-40 bar) e temperatura (0- 900°C) in reattori a letto fisso e batch; - Caratterizzazione chimico-fisica dei catalizzatori \"fresh\" e \"used\" mediante varie tecniche srumentali 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 bifunzionali per la produzione di DME da gas di sintesi; -Sviluppo di sistemi catalitici per la produzione di additivi ossigenati a partire da bio-alcoli; -Sviluppo di sistemi catalitici innovativi per la conversione della CO2 in combustibili. -Sviluppo di sistemi catalitici per la produzione di biocombustibili da oli di varia natura (literal)
Stato dell'arte
  • L'individuazione di metodi e processi ecosostenibili per la produzione di combustibili alternativi è di interesse strategico. Ogni paese in funzione delle sorgenti energetiche disponibili è interessato a sviluppare tali processi con l'obiettivo sia di ridurre la dipendenza dal petrolio che per diminuire l'impatto ambientale derivante dall'uso dei combustibili soprattutto nell'autotrazione. L'utilizzo di gas naturale per la produzione di benzine sintetiche mediante processo Fischer Tropsch continua ad essere di interesse e la ricerca è indirizzata verso lo sviluppo di sistemi catalitici che lavorino con gas di sintesi contenenti CO2 ottenibili a piu bassa temperatura o mediante gassificazione di biomasse. Per quanto riguarda l'utilizzo di carbone si tende ad ottimizzare i processi catalitici che consentano di ottenere combustibili liquidi come il CH3OH o gassosi ma facilmente comprimibili come il DME. Particolare interesse rivestono tutti i processi che portano alla produzione di biocombustibili utilizzando biomasse di ogni genere, ma con preferenza per qui processi che utilizzano biomasse di origine non alimentare. Tra queste rientrano le biomasse di origine legnosa e le alghe. (literal)
Tecniche di indagine
  • Nell'ambito della commessa in oggetto, oltre alla strumentazione indicata nella sezione precedente, vengono utilizzate una serie di apparecchiature in dotazione dell'Istituto per la caratterizzazione sia in bulk che di superficie di materiali catalitici oggetto di studio. In particolare, le tecniche di indagine più frequentemente utilizzate per la comprensione dei fenomeni catalitici sono le seguenti: - Microscopia a Trasmissione (TEM- EDAX); - Microscopia a Scansione (SEM-EDAX); - Analisi elementare (XRF e CHNS-O); - Diffrattometria a raggi X; - Analisi di superficie mediante spettroscopia fotoelettronica (XPS); - Isoterme di ads/des di N2 per la determinazione dell'area superficiale totale (metodo B.E.T.); - Analisi Termica mediante TGA-DSC. (literal)
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