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 teaching 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 lessons, 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 lessons, 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 40 ore (5CFU e 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. Chimica e tecnologie di utilizzo della CO2
   1. Proprietà della molecola di CO2
   2. Usi non chimici della CO2 e come solvente supercritico
   3. Conversione termica e catalitica della CO2, Dry reforming e reazione inversa di conversione del gas d’acqua. Sintesi di metanolo e di dimetiletere, Sintesi di combustibili (metanazione, Fischer Tropsch). Pirolisi. Conversione elettrochimica.
   4. Sistemi biologici per la valorizzazione della CO2

Esperienze di laboratorio:

1. Assorbimento di CO2 in liquidi reattivi utilizzando una colonna a bolle e un contattore a membrana
2. Adsorbimento della CO2 in materiali solidi
3. Reazione di conversione ed utilizzo di CO2 (reverse water gas shift reaction)

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.

J.A. Moulijn, M. Makkee, A.E. Van Diepen, Chemical Process Technology, 2nd edition, Wiley, 2013

M. Aresta, A. Dibenedetto, The Carbon Dioxide Revolution, Springer, 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59061-1.

G. Centi, S. Perathoner, Green Carbon Dioxide, Wiley, 2014. https://doi.org/10.1002/9781118831922.

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

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 23 settembre 2024 secondo l'orario riportato qui 

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 si rimanda alla sezione Altre Informazioni.

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.

Per gli studenti con disabilità o con disabilità di apprendimento (DSA), i metodi di esame sono coerenti con le norme universitarie per lo svolgimento degli esami (https://unige.it/disabilita-dsa).

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo (https://rubrica.unige.it/strutture/struttura/100111). Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

• la denominazione dell’insegnamento
• la data dell'appello
• il cognome, nome e numero di matricola dello studente
• gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti. Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche. Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici.

ALTRE INFORMAZIONI

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: SUSTAINABLE POLYMER AND PROCESS CHEMISTRY 11767 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe.

Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

•            la denominazione dell’insegnamento

•            la data dell'appello

•            il cognome, nome e numero di matricola dello studente

•            gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti.

Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche.

Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici