Obiettivi formativi
Il corso si propone di insegnare le seguenti nozioni:
Conoscenze e capacità di comprensione: lo studente riceverà nozioni sull'utilizzo di fonti alternative, sostenibili e rinnovabili e una conoscenza approfondita dei principali processi chimici per la produzione di fuels, energia elettrica e termica. In particolare il corso
affronterà le seguenti tematiche:
Problematiche ambientali; Processi chimici per la: produzione di biodiesel e bioetanolo da biomasse di prima, seconda e terza generazione: la produzione del gas di sintesi per gassificazione di biomasse di seconda generazione (uso di catalizzatori e tecnologie sostenibili); produzione e upgrading di bio-olio
Per quanto riguarda fonti energetiche alternative verranno spiegate le celle combustibili, a cui seguirà la tematica di produzione e stoccaggio di idrogeno.
Come fonte rinnovabile di energia, si vedrà l'utilizzo dell'energia solare per la produzione di energia elettrica attraverso l'utilizzo di pannelli fotovoltaici.
Nell'ambito della protezione dell'ambiente, allo studente verranno presentati diversi metodi per valorizzare e riciclare i polimeri, in particolare:
Processi di trasformazione chimica di materiali polimerici di scarto; Reazioni di depolimerizzazione termica, degradazione ossidativa, depolimerizzazione chimica. Processi di degradazione naturale. Termovalorizzazione
Verranno presentati i polimeri biodegradabili, e si studierà la loro sintesi, le proprietà e il loro smaltimento.
Sempre in ambito di protezione dell'ambiente, si affronterà infine il trattamento degli effluenti liquidi e gassosi da impianti industriali, con particolare enfasi ai trattamenti biologici delle acque.
Conoscenza e comprensione applicate: un credito del corso è interamente dedicato ad esercitazioni pratiche di laboratorio, dove lo studente potrà sperimentare: (i) la sintesi e la caratterizzazione del biodiesel; (ii) la sintesi e la caratterizzazione dell'acido polilattico (polimero biodegradabile); (iii) la depolimerizzazione del polietilentereftalato: riciclo chimico di una bottiglietta d'acqua. Inoltre durante l'anno verranno organizzate due visite didattiche, una ai laboratori IMEM dove si studiano le celle fotovoltaiche, ed una dedicata alternativamente a: (i) trattamento delle acque reflue (o emissioni gassose); (ii) termovalorizzazione dei rifiuti urbani con relativo controllo delle emissioni gassose; (iii) produzione biopolimeri. Queste attività consentiranno allo studente di poter applicare le conoscenze rinforzando e accelerando la loro acquisizione, in particolare per quanto riguarda la gestione dei processi e la sostenibilità degli stessi.
Autonomia di giudizio: lo studente dovrà acquisire una completa autonomia nel classificare le diverse fonti energetiche alternative, valutandone in maniera critica i pro e i contro. Lo studente saprà valutare autonomamente il trattamento reflui più adatto al tipo di impianto e/o processo, proponendo le caratterizzazioni necessarie per l’identificazione della composizione del refluo. Lo studente inoltre sarà in grado di valutare il tipo di trattamento più adatto allo smaltimento/riciclo di materiali polimerici, in base alle caratteristiche del materiale stesso.
Capacità comunicative e di apprendimento: lo studente dovrà saper comunicare utilizzando la terminologia scientifica e tecnica appropriata e consona. A tal scopo alla fine del corso lo studente dovrà presentare in inglese al docente e ai compagni, che parteciperanno in maniera attiva, un articolo o una review inerente ai temi del corso che lo ha particolarmente interessato. La presentazione sarà svolta da un gruppo di lavoro (massimo 4 persone) che dovrà reperire autonomamente dalla letteratura l’articolo/review di interesse. Questa attività introdurrà lo studente al team working e al confronto costruttivo. Gli studenti dovranno saper presentare in modo chiaro e saper discutere in maniera critica l’articolo/review scelto.