Descrizione del modulo "Materiali per generazione di H2, separazione e riutilizzo della CO2 (ET.P03.009.001)"

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  • Descrizione del modulo "Materiali per generazione di H2, separazione e riutilizzo della CO2 (ET.P03.009.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • I risultati del modulo possono trovare impiego in stazioni di rifornimento idrogeno per applicazioni automotive in particolare, e nel settore del trasporto in generale; nel settore della cogenerazione (elettrica, e termica) sia in applicazioni residenziali che commerciali e industriali, in integrazione, e non, con sistemi di Celle a Combustibile, ovvero per migliorare la qualità delle emissioni generate dalle attività collettive. (literal)
Tematiche di ricerca
  • - Sviluppo e selezione di catalizzatori per i processi di reforming (steam, oxy, dry and autothermal) di idrocarburi leggeri e/o diesel, di tri-reforming ,di water gas shift e di ossidazione preferenziale del CO. - Sviluppo di modelli matematici di simulazione, basati sulla fluidodinamica computazionale, in grado di associare lo studio del trasporto della quantità di moto, di energia e di massa con la cinetica chimica delle reazioni che avvengono all'interno di reattori catalitici (reforming ed ossidazione preferenziale del CO). - Caratterizzazioni chimico-fisiche dei materiali sviluppati o selezionati. - Prove, in scala di laboratorio, finalizzate a valutare l'attività e la stabilità catalitica dei catalizzatori sviluppati per le reazioni di reforming (dry,oxy e autotermico); di water gas shift; di ossidazione selettiva del CO. - Prove dimostrative per la valutazione dei processi di abbattimento degli inquinanti gassosi. - Studio di processi per la separazione della CO2. - Studio di processi per il pretrattamento/purificazione del biogas. (literal)
Competenze
  • Competenze in Ingegneria chimica; in Chimica e Chimica Industriale. Sviluppo e caratterizzazione catalizzatori, modellistica. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • catalizzatori, generazione idrogeno, celle a combustibile. (literal)
Tecnologie
  • Tecnologie relative a processi e sistemi catalitici per la produzione di idrogeno; preparazione di catalizzatori mediante tecniche di impregnazione umida, coprecipitazione, combustione. etc.; test catalitici in stazioni di prova a letto fisso; modellazione numerica della fluidodinamica di reattori chimici e della cinetica di processi di reforming. (literal)
Obiettivi
  • Sviluppo di materiali per processi di reforming di idrocarburi leggeri e per processi di trireforming di gas naturale e/o biogas. Sviluppo di unità prototipo di generatori di idrogeno da 1 a 10 kW equivalenti, da integrare con sistemi di celle a combustibile. Razionalizzazione dell'utilizzo di combustibili tradizionali per applicazioni energetiche. (literal)
Stato dell'arte
  • In ambito internazionale sono in corso numerose iniziative finalizzate allo sviluppo di sistemi di generazione H2, di piccola e media taglia, con utilizzo di combustibili fossili o da biomasse, per applicazioni stazionarie e mobili. La ricerca è finalizzata allo sviluppo di avanzate unita' di generazione H2 che aumentino la competitivita' di sistemi di produzione di energia elettrica riducendone le dimensioni, i costi, i tempi di avvio; ed aumentando, la durata e la flessibilità di impiego. (literal)
Tecniche di indagine
  • Tecniche di caratterizzazione chimico-fisica sia in bulk che di superficie di materiali catalitici. In particolare: microscopia elettronica a trasmissione (TEM-EDAX)ed a scansione (SEM-EDAX), analisi elementare (XRF,CHNSO), diffrattometria a raggi X, BET, Analisi termica mediante TGA-DSC,analisi di superficie mediante XPS, dispersione metallica, riduzione e/o ossidazione a temperatura programmata (TPR, TPH, TPO). (literal)
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