Laboratorio di Gassificazione di biomasse e Caratterizzazione-trattamento biocombustibili

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Laboratorio n.

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Laboratorio di Gassificazione di biomasse e Caratterizzazione-trattamento biocombustibili

Topic

Sistemi polimerici e catalitici per la purificazione di gas; Trasformazione di sottoprodotti e bioderivati in vettori energetici ecocompatibili; Trattamento e qualificazione energetica di biomasse; Sistemi di accumulo di idrogeno; Conversione elettrochimica di energia rinnovabile in idrogeno e combustibili alternativi, Elettrolisi, Co-elettrolisi e Foto-elettrolisi;

Le attività di laboratorio hanno come obiettivo principale lo studio ed ottimizzazione delle tecnologie termo-catalitiche per la conversione della biomassa/materiali di scarto e bio-combustibili in vettori energetici (idrogeno e/o biocombustibili). Parallelamente sono svolte attività inerenti al sequestro e alla conversione della CO2 per mezzo di processi sia di tipo fisico che elettrochimico. Nello specifico, le attività sperimentali in corso hanno per oggetto:

Caratterizzazione chimico-fisica (analisi elementare e prossimale, XRD, XRF, TGA, BET, SEM, TEM, pH, densità ecc…) di potenziali combustibili “grezzi”.
Sviluppo processi di reforming (con vapore e/o ossigeno) per un utilizzo più sostenibile di idrocarburi (metano, biogas, bio-etanolo, glicerolo, 2-propanolo) per la produzione di gas di sintesi ricco in idrogeno attraverso la sintesi ad “hoc” di catalizzatori metallici supportati.
Studio, caratterizzazione e testing di materiali solidi come adsorbenti per l’abbattimento di inquinanti a base di zolfo e/o composti idrocarburici C3-C15 (i.e. zeoliti, ossidi metallici etc..) e CO2 da stream gassosi.

Apparecchiature presenti

Nel laboratorio sono operativi principalmente impianti sperimentali opportunamente progettati per condurre misure di caratterizzazione catalitica dei materiali e per lo studio di tecnologie e processi di trattamento e conversione di biomasse, materiali di scarto e della CO2. Tutti gli impianti progettati sono connessi on-line con apparecchiature di misurazione e caratterizzazione sia di composti liquidi che gassosi, quali:

Impianto di gassificazione a letto fisso per la conversione di biomassa solida (≤10 grammi) in gas di sintesi. L’impianto è equipaggiato con pompa HPLC per l’alimentazione di H2O (agente gassificante), trappola fredda per la condensa dei “tar”, sistema di gestione e controllo gas e GC Agilent 6890 N per analisi quali/quantitativa dei prodotti gassosi della reazione;

n. 1 impianto di gassificazione da banco a letto fluido atto al trattamento termo-chimico di biomassa solida o miscele idrocarburiche di natura liquida (solventi o olii esausti di processo). L’impianto è equipaggiato con 2 pompa HPLC per l’alimentazione di H2O e/o del refluo idrocarburico, 1 trappola fredda per la condensa dei “tar” e un reattore catalitico a letto fisso per la riformulazione del gas di sintesi prodotto dal reattore di gassificazione. L’impianto è connesso on-line con un Micro GC Fusion Inficon/Pollution per analisi quali/quantitativa dei prodotti gassosi della reazione;

Impianto per lo studio di processi di reforming (ATR, SR e POX) e materiali catalitici atti alla produzione di gas di sintesi e/o idrogeno da bio-combustibili (etanolo, biogas, glicerolo). L’impianto è idoneo ad operare fino a temperature prossime a 900 °C e 10 bar di pressione;

Impianto di coelettrolisi per la conversione di CO2 in e-fuels atto al testing di celle elettrochimiche (MEA – Membrane Electrode Assembly) da 5-100 cm2. L’impianto è connesso con un Potenziostato/Galvanostato per la caratterizzazione elettrochimica del MEA ed un sistema GC Agilent 6890 N on-line per analisi quali/quantitativa dei prodotti di reazione;

Stazione di analisi GC-MS Agilent 7890A-5975C con sistema campionatore PAL e spazio di testa per l’analisi quali/quantitativi di matrici organiche complesse;

Stazione di analisi TOC Shimadzu Vcsh – 500A, per la determinazione del carbonio organico ed inorganico su campioni solidi e liquidi.

Partnerships

UniME – Università degli Studi di Messina, Dipartimento di Ingegneria, Messina (ITALIA)

UniCT – Università di Catania, Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente, Catania (ITALIA)

PoliTO – Politecnico di Torino (ITALIA)

UTH – University of Thessaly, Department of Mechanical Engineering (GREECE)

RESET – Innovation in Biomass Technology SPA, Roma (ITALIA)

ENEL – ENEL Green Power, Augusta (ITALIA)