CO 2 : DA GAS SERRA A MATERIA PRIMA PER LA PRODUZIONE DI SOSTANZE UTILI. Fabrizio Mani UNIVERSITA DI FIRENZE DIPARTIMENTO DI CHIMICA

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1 UNIVERSITA DI FIRENZE DIPARTIMENTO DI CHIMICA CO 2 : DA GAS SERRA A MATERIA PRIMA PER LA PRODUZIONE DI SOSTANZE UTILI Fabrizio Mani 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

2 La combustione dei combustibili fossili produce (escludendo l acqua) anidride carbonica (CO 2 ); ad esempio un automobile media produce circa 1,5 kg di CO 2 ogni 10 km; una lampadina da 60 watt accesa per 24 ore consuma tanta energia elettrica per la cui produzione viene emesso 1,5 kg di CO 2 acqua, anidride carbonica GAS SERRA combustione energia combustibile + aria 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute - Arezzo, novembre2012 -

3 La potenza di un auto media corrisponde a quella di 1500 uomini 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

4 Variazione di temperatura Variazione di CO 2 (ppm)

5 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

6 Ghiacciaio Rhône nel cantone di Valais (Svizzera) visto dal Passo Furka 2000 Ghiacciaio del Grossglockner (Austria) 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

7 COSA POSSIAMO FARE PER LIMITARE LE EMISSIONI DI ANIDRIDE CARBONICA Risparmio energetico Cattura, utilizzo o confinamento di CO 2 Fonti energetiche alternative 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

8 CATTURA, UTILIZZO O CONFINAMENTO DI CO 2 I processi convenzionali Una delle nostre scelte smaltimento cattura e separazione di CO 2 cattura di CO 2 trasformazione di CO 2 in sostanze utili 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

9 Processi di cattura CO 2 e sua trasformazione in sostanze utili di valore commerciale condotti nel nostro laboratorio 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

10 ASSORBIMENTO CON AMMONIACA E SALI DI ZINCO IN ACQUA CO 2 12% AMMONIACA + sali di Zn + acqua 30% CO 2 (puro) fertilizzanti cattura di CO 2 sali di ammonio + 70% carbonato basico di zinco 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

11 USO DEL CARBONATO BASICO DI ZINCO Produzione industriale: 150,000 t/anno 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

12 ASSORBIMENTO CON AMMONIACA IN SOLUZIONE IDROALCOLICA: CO 2 è catturato e trasformato in una miscela di due prodotti solidi solido + liquido CO 2 12% AMMONIACA (acqua-alcol) cattura di CO 2 il liquido è rimesso in circolo carbammato di ammonio (90%) 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

13 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

14 abbattimento NOx usi del carbammato di ammonio disinquinamento del suolo desalinizzazione dell acqua marina 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

15 usi del carbammato di ammonio RESINE UREA- FORMALDEIDE UREA >10 8 t/anno FERTILIZZANTE 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

16 CONVERSIONE DEL CARBAMMATO DI AMMONIO IN UREA IN SCALA DI LABORATORIO UREA (60%) carbammato di ammonio + attivatori della reazione (1%) C min CARBAMMATO, DI AMMONIO, CO 2, NH 3, H 2 O riutilizzati 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

17 FORMAZIONE DI UREA IN FUNZIONE DEL TEMPO, DELLA TEMPERATURA E DEGLI ATTIVATORI 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

18 Quali sono i potenziali vantaggi del nostro processo di laboratorio rispetto alla sintesi industriale dell urea? Sintesi industriale: reagenti, NH 3 e CO 2 in rapporto 4/1 temperatura, ca 200 C pressione, ca 200 bar resa, ca. 50% Nostro processo: reagenti, NH 3 e CO 2 in rapporto 2/1 temperatura massima, ca 160 C pressione, nessuna resa, fino al 60% 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

19 INDUSTRIA DELLA LANA MINERALE PER ISOLAMENTO TERMOACUSTICO CO 2 fusione di minerali a 900 C addizionati con carbonato di sodio e di calcio 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

20 RECUPERO DI CO 2 PER PRODURRE I CARBONATI DI SODIO E DI CALCIO USATI NELLA PRODUZIONE INDUSTRIALE DELLA LANA MINERALE solido CO % NaOH + acqua Carbonato di sodio liquido liquido Carbonato di calcio solido + CaCl 2 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

21 CO 2 NELLA PRODUZIONE DELL ACIDO SALICILICO estrazione + CO 2 intermedio per usi cosmetici e farmacologici 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

22 SCENARI FUTURI PER L UTILIZZO DI CO 2 : LA SFIDA SCIENTIFICA E TECNOLOGICA PIU IMPEGNATIVA (E PIU COSTOSA) 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

23 POSSIBILI IMPIEGHI DI CO 2 CO 2 combustibili metano e metanolo polimeri prodotti chimici 1 Forum Internazionale Sviluppo, Ambiente e Salute- Arezzo, novembre2012 -

24 DAL COMBUSTIBILE A CO 2 E DI NUOVO AL COMBUSTIBILE: SI LAVORA IN PERDITA, MA.. combustione con aria combustibile CO 2 + acqua + energia rigenerazione del combustibile

25 CONCLUSIONE CO 2 è l unica materia prima rinnovabile che abbiamo a disposizione in quantità illimitata e a basso costo : dobbiamo imparare a utilizzarla in sempre maggiore quantità

26 I nostri progetti sono stati effettuati col contributo finanziario di Un particolare ringraziamento ai miei collaboratori Dr. Francesco Barzagli e Dott.ssa Sarah Lai per il lavoro sperimentale condotto con competenza e precisione e per le proficue e stimolanti discussioni