79093 - CATALYSIS FOR RENEWABLES

Conoscenze e abilità da conseguire

Catalysis in chemical processes for the transformation of renewable raw materials into bio-chemicals, and for the reduction of carbon dioxide. The application of catalysis in bio-refineries and the combination of electrochemical and catalytic technologies. Processes and strategies for the reduction of C-intensity in chemical processes.

Contenuti

Al termine del corso, lo studente è a conoscenza della pratica di utilizzo dei processi catalitici nella trasformazione delle rinnovabili. Concentrandosi sull'efficienza dei diversi approcci, lo studente saprà come affrontare i diversi aspetti della conversione della biomassa e della CO2 in prodotti chimici e combustibili.

Prerequisiti

Conoscenze di base di chimica organica, chimica generale, chimica inorganica e concetti di chimica fisica. Elettrochimica di base

Programma

• Conoscenze di base della catalisi e dei processi catalitici
• Conversione di lignocellulosa: un'introduzione alla chimica, al processo e all'economia
• Composizione della biomassa, composizione dei combustibili e dei prodotti chimici, pretrattamento della biomassa
• Reazioni catalitiche applicate alla valorizzazione della biomassa (deossigenazione, trasferimento H, accoppiamento C-C, ossidazione selettiva)
• Il concetto di bioraffineria - Strategie per la conversione della biomassa in bioprodotti
• Identificazione delle molecole della piattaforma principale
• Esempi di conversione catalitica di molecole di piattaforma in bioprodotti
• Reazione one-pot con catalisi a cascata.
• Sviluppo industriale e applicazione
• Introduzione all'elettrocatalisi e alla fotocatalisi
• Combinazione di tecnologie elettrochimiche e catalitiche per le trasformazioni di biomasse
• Combinazione di fotocatalisi e tecnologie catalitiche per la trasformazione della biomassa
• Catalisi ed elettrocatalisi per la riduzione dell'anidride carbonica

Testi/Bibliografia

Il materiale didattico (presentazioni in power point, capitoli di libri e articoli scientifici) sarà disponibile on line.

Libri di riferimento

F. Cavani, S. Albonetti, F. Basile, A. Gandini eds "Chemicals and Fuels from Bio-Based Building Blocks" 2016, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

G. Centi, R. A. van Santen "Catalysis for Renewables: From Feedstock to Energy Production" 2007 Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

F. Cavani, G. Centi, S. Perathone, F. Trifiró "Sustainable Industrial Chemistry" 2009 Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

Metodi didattici

Lezioni frontali assistite da videoproiezioni e/o disegni alla lavagna. Formazione interattiva anche utilizzando specifici filmati scientifici. Il corso fornirà diversi esempi relativi all'applicazione industriale dei diversi processi catalitici ed è prevista una sessione di laboratori non obbligatori.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

A verifica dell'apprendimento si basa su un esame orale al termine del corso. Per poter sostenere l'esame finale è necessario iscriversi on-line entro le scadenze previste (di norma le iscrizioni chiudono un giorno prima della data dell'esame). La prova orale durerà dai 20 ai 30 minuti circa e valuterà:

• Una presentazione (powerpoint) dello studente su un argomento specifico del tema presentato e la scelta di un articolo specifico dalla letteratura da presentare
• la comprensione dei principali aspetti che influenzano
• l'applicazione della catalisi alla conversione delle rinnovabili la capacità di correlare la struttura di un catalizzatore con la sua applicazione nella conversione delle rinnovabili
• la capacità di discutere casi di studio che affrontano questioni tecnologiche ed economiche

Strumenti a supporto della didattica

Agli studenti verrà chiesto di prepararsi alla lezione prima della lezione su campi specifici, leggendo articoli scientifici e capitoli specifici. Saranno inoltre invitati a guardare contenuti video prima della sessione in classe e a dedicare tempo in classe a esercizi, progetti e discussioni. L'apprendimento attivo sarà utilizzato come un modo fondamentale per incoraggiare gli studenti a prendere parte attiva e impegnata nel processo di apprendimento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Nikolaos Dimitratos

Consulta il sito web di Patricia Benito Martin