PRESENTAZIONE

L’insegnamento fornisce i principi fondamentali e le conoscenze di base per comprendere i vari processi e tecnologie di cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS). Per ogni processo e tecnologia, verranno discusse le potenzialità e le sfide. Per alcune tecnologie selezionate sono previste anche esperienze di laboratorio.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The course aims to provide fundamental principles of the processes for carbon capture, utilization, and storage; basic knowledge on the most relevant technologies will be provided too. During the course, a particular emphasis will be given to the transport phenomena involved in several carbon capture processes as well as to the potentials and challenges that characterize each technology, also through laboratory experiences. At the end of the course, the students should have acquired both a theoretical and practical knowledge on several CCUS processes and technologies that will allow them to select the best system for each situation.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base sulle diverse tecnologie coinvolte nella cattura, nella segregazione e nell'utilizzo dell'anidride carbonica nell'ambito delle tecnologie CCUS.

Al termine del corso gli studenti dovranno:

• Avere una conoscenza di base del problema della concentrazione di CO₂ nell'atmosfera.
• Conoscere i principali processi industriali responsabili del rilascio di CO­₂ in atmosfera.
• Avere una panoramica sulle principali tecnologie sviluppate per la cattura, la separazione e l’utilizzo della CO₂.
• Comprendere i principali vantaggi e limiti legati a vari sistemi di mitigazione della CO₂.

PREREQUISITI

Non ci sono prerequisiti ufficiali per il corso. Tuttavia, è fortemente consigliata una conoscenza di base dei fenomeni di trasporto e del funzionamento delle operazioni unitarie tradizionali.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento consiste in lezioni tradizionali per un totale di 24 ore (3CFU). Il corso comprende tre esperienze di laboratorio per un totale di 13 ore (1CFU).

La frequenza al laboratorio è obbligatoria, come previsto dal Regolamento didattico. Il laboratorio sarà tenuto dal docente responsabile dell’insegnamento, coadiuvato da tutor di laboratorio. All'inizio di ogni attività di laboratorio è prevista una breve introduzione teorica sui principi alla base delle metodologie che verranno utilizzate. Nella parte pratica, gli studenti, divisi in gruppi di tre o quattro, dovranno applicare il protocollo sperimentale fornito e i metodi descritti. Al termine delle lezioni, dovranno essere consegnate le relazioni di gruppo sulle esperienze di laboratorio. L'organizzazione e le date delle attività di laboratorio saranno comunicate direttamente dai docenti all'inizio delle lezioni.

Le presentazioni delle lezioni sono caricate sul corrispondente sito aul@web.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Lezioni Teoriche

1. Introduzione: il problema della CO₂ e l'approccio CCUS
2. Tecnologie di cattura della CO₂
   1. Sistemi di assorbimento e adsorbimento
   2. Processo di separazione a membrana
3. Strategie di stoccaggio della CO₂
   1. Stoccaggio geologico
   2. Stoccaggio biologico
4. Tecnologie di utilizzo della CO₂
   1. Conversione termica e catalitica della CO₂
   2. Sistemi biologici per la valorizzazione della CO₂
   3. Uso della CO2 come solvente supercritico

Esperienze di laboratorio:

1. Assorbimento di CO₂ in liquidi reattivi utilizzando una colonna a bolle
2. Assorbimento di CO₂ in liquidi reattivi utilizzando un contattore a membrana
3. Adsorbimento della CO₂ in materiali solidi

Sulla base degli obiettivi descritti, l'insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030:

• Obiettivo 4: Fornire un’educazione di qualità, equa ed inclusiva, e opportunità di apprendimento per tutti;
• Obiettivo 5: Raggiungere l’uguaglianza di genere ed emancipare tutte le donne e le ragazze;
• Obiettivo 7: Assicurare a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni;
• Obiettivo 11: Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, duraturi e sostenibili;
• Obiettivo 12: Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo;
• Obiettivo 13: Promuovere azioni, a tutti i livelli, per combattere il cambiamento climatico.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Si suggeriscono i seguenti testi di supporto, limitatamente ai contenuti trattati nell'insegnamento:

S.A. Rackley, Carbon Capture and Storage, Elsevier, 2017. https://doi.org/10.1016/C2015-0-01587-8.

M. Goel, M. Sudhakar, R.V. Shahi, eds., Carbon Capture, Storage and Utilization, CRC Press, 2019. https://doi.org/10.1201/9780429059117.

B.M. Bhanage, M. Arai, eds., Transformation and Utilization of Carbon Dioxide, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2014. https://doi.org/10.1007/978-3-642-44988-8.

Il materiale integrativo viene fornito su richiesta a studenti lavoratori o con DSA per soddisfare esigenze specifiche.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARCELLO PAGLIERO (Presidente)

ANTONIO COMITE

CAMILLA COSTA

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L'inzio delle lezioni sarà reperibile sul sito del Corso di Laurea (https://chimica.unige.it/node/389).

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova orale condotta da due docenti per una durata di almeno 30 minuti.

L'esame inizierà analizzando le relazioni preparate sulle esperienze di laboratorio e proseguirà con una discussione sugli aspetti teorici della CCUS.

Nel corso dell'anno solare vengono fissate sette date d'esame all'interno degli intervalli temporali previsti dal Manifesto degli Studi.

Per gli studenti con disabilità o con DSA, le modalità d'esame fanno riferimento allo specifico regolamento dell'Università di Genova (https://unige.it/disabilita-dsa).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Obiettivo della valutazione è verificare la comprensione da parte dello studente delle principali problematiche legate alle emissioni e alla gestione della CO₂, nonché delle principali tecnologie sviluppate per la cattura, lo stoccaggio e l'utilizzo della CO₂. Inoltre, si verificherà l'uso della terminologia specifica.

In caso contrario, lo studente è invitato ad approfondire la propria preparazione anche usufruendo di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di ripetere l'esame.

Calendario appelli