Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione di base e applicate: il corso ha lo scopo di far comprendere allo studente il concetto di chimica sostenibile. Alla luce di tale concetto, vengono spiegati vari argomenti di interesse applicativo per l'industria e nella vita quotidiana, con particolare risalto alla catalisi al servizio della protezione della qualità dell'aria, al riciclo dei polimeri, ed all'idrogeno come fonte alternativa di energia.
Capacità di comprensione applicate, autonomia di giudizio, abilità comunicative: allo studente viene richiesto di presentare oralmente un argomento da lui approfondito di fronte al docente e agli studenti del corso; questo stimola la necessità di acquisire e usare correntemente un linguaggio formalmente corretto, la capacità di esprimere i contenuti in modo chiaro e lineare e di fare collegamenti con la parte teorica e gli esempi presentati nel corso. Inoltre porta lo studente a formulare un giudizio personale, sulla base della proprie conoscenze, sulla sostenibilità dei processi e dei materiali di cui parla, e la fattibilità dei progetti presi in esame.
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica industriale e catalisi
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione: Catalisi e Ambiente.
Applicazioni della catalisi alla riduzione dell'inquinamento atmosferico.
Controllo delle emissioni da motori Otto e Diesel.
Controllo delle emissioni da sorgenti stazionarie.
L’idrogeno come fonte alternativa di energia.
Celle a combustibile per la produzione di energia.
Processi di trasormazione chimica di materiali polimerici.
Programma esteso
Introduzione: Catalisi e Ambiente: Problemi ambientali di origine chimica. Fonti di rilevanza per l'ambiente. Tecnologie catalitiche ambientali
Applicazioni della catalisi alla riduzione dell'inquinamento atmosferico: I gas che contribuiscono all'effetto serra. Mitigazione dell'effetto climatico della CO2 mediante conversione chimica. Conversione e sostituzione dei CFC.
Controllo delle emissioni da sorgenti in movimento: motori Otto (4 tempi) e motori Diesel: Confronto fra motori Otto e motori Diesel. Regolamentazioni per sorgenti di emissioni mobili. Controllo delle emissioni da motori Otto e Diesel.
Controllo delle emissioni da sorgenti stazionarie: Rinmozione di NO e di NH3.
L’idrogeno come fonte alternativa di energia – Produzione e stoccaggio dell’idrogeno: Possibili vie di produzione dell’idrogeno. Purificazione dell’idrogeno. Stoccaggio dell’idrogeno
Celle a combustibile per la produzione di energia: Fondamenti ed applicazioni. Celle a combustibile alcaline (AFC). Celle a combustibile con elettrolita polimerico (PEFC). Celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC). Celle a combustibile ad acido fosforico. Celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC). Celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC).
Processi di trasormazione chimica di materiali polimerici: Il ciclo di vita di un polimero sintetico. reazioni di degradazione, di depolimerizzazione termica, di riciclaggio con produzione di idrocarburi, di depolimerizzazione, di degrdazione naturale. Polimeri biodegradabili.
Bibliografia
Materiale didattico disponibile sul web.
Metodi didattici
Il corso si svolge in 48 ore di lezioni frontali, durante le quali gli studenti
vengono guidati alla comprensione della catalisi applicata ai problemi ambientali e alle fonti di energia alternative.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto.
Il materiale didattico è scaricabile dagli studenti sul web. Inoltre lo studente può essere supportato dal docente (durante le regolari ore di ricevimento o a richiesta) nella progettazione della presentazione dell'argomento scelto per l'esame, in particolare sulla scelta del materiale da presentare e sulla comprensione dei testi trovati.
La verifica dell’apprendimento comprende una prova scritta con domande aperte sui principali argomenti presentati nel corso. Questo tipo di verifica permette di determinare sia in valore assoluto che comparativo 1) la padronanza degli argomenti; 2) la capacità di rispondere puntualmente a domande specifiche; 3) la capacità di esposizione; 4) la proprietà del
linguaggio scientifico.
Ad ogni domanda verrà assegnato un punteggio da 0 a 5,eventualmente corretto per un coefficiente di difficoltà dipendente dalla natura della domanda. I singoli punteggi verranno poi sommati e scalati per essere riportati alla votazione in trentesimi.
Altre informazioni
Le date degli appelli verranno concordate con gli studenti. Si prevedono almeno 5 appelli per sessione.
Il materiale didattico è disponibile in rete.
Il docente riceve gli studenti per chiarimenti e discussioni, previo
appuntamento
