Principali interessi di ricerca del gruppo.
Pirolisi analitica, applicata....e le varie altre strade...
Pirolisi Analitica
Sviluppo della pirolisi analitica per la caratterizzazione di materiali naturali e artificiali. Applicazioni della pirolisi in piccola scala per studi di pirolisi e pirolisi catalitica. Pirolisi di Biomassa e residui agroindustriali per l'ottenimento di composti chimici.
Conversioni Ibride Termochimiche biologiche e studio delle colture "pirotrofiche" miste
Una possibilità per la conversione di materiali refrattari è quella di accoppiare i processi termochimici e le fermentazioni biologiche . Questo percorso alternativo è noto come trattamento ibrido termochimico-biologico e permette, potenzialmente, di ottenere combustibili e materiali (e.g. polidrossialcanoati) a partire da sostanze sostanzialmente non degradabili (e.g. Digestato). L'obbiettivo della ricerca è studiare la pirolisi (o processi affini come la carbonizzazione idrotermale o la gassificazione) come strumento alternativo all'idrolisi per produrre sostanze biodisponibili, in grado di essere utilizzate da microorganismi o consorzi microbici. Tali consorzi microbici, da noi battezzati pirotrofi, sono in grado di vivere utilizzando i prodotti di pirolisi come unica fonte di carbonio.
Sviluppo di processi biologici Power-To-X
Laddove la sfida del presente è rappresentata dall'economia circolare dei materiali (la trasformazione di rifiuto in risorsa) e dalla necessità di abbattere le emissioni di CO2, il prossimo futuro (caratterizzato da abbondante energia rinnovabile) porrà la sfida di progettare dei processi Carbon Negative in grado di trasformare i picchi di energia in materiali ad alto valore aggiunto e chemicals. Diverse tecnologie mature permettono di produrre idrogeno e CO a partire dall'elettrolisi di acqua e CO2, e diversi microorganismi sono in grado convertire efficacemente questi substrati in chemicals, materiali e perfino cibo. La maggiore sfida dei processi biologici è rappresentata dalla necessità di aumentare significativamente la produttività volumetrica tramite approcci non convenzionali. L'obbiettivo di questa linea di ricerca è quello di ottimizzare e dimostrare un sistema completo in grado di convertire elettricità in bioplastiche (e.g. PHA) con costi competitivi.
Caratterizzazione di biochar per applicazioni ambientali
Il biochar è proposto come una strategia di geo-ingegnieria per il sequestro del carbonio e produzione di energia rinnovabile. L'effetto ambientale della biochar è una funzione complessa derivante delle proprietà meccaniche e chimiche, delle caratteristiche acido-base e della presenza di contaminanti. Questi parametri sono a loro volta sono determinati dalla materia prima utilizzata e dal processo di pirolisi. Lo scopo della linea di ricerca è quello di comprendere le relazioni tra i parametri di produzione e la qualità del biochar.
Caratterizzazione di Prodotti derivanti da processi termochimici e produzione di pyrochemicals
Il Bio-olio e, più in generale, l'olio da trattamento termochimico (ad es. Bio-olio, gas di gassificazione, oli di liquefazione idrotermali e tars di gasificazione idrotermale) è una materia prima per combustibili e prodotti chimici da fonti rinnovabili. La comprensione della natura chimica del Bio-olio è importante sia per l'ottimizzazione del processo sia per la progettazione di strategie di upgrading. In particolare, uno dei composti principali della biomassa vegetale, la cellulosa, rappresenta una fonte potenziale di composti chimici chirali. La pirolisi è un trattamento termico in grado di convertire la cellulosa in un materiale liquido contenente anidrozuccheri. La pirolisi catalitica può dirigere la reazione verso nuovi composti con chimiche strutture di difficile ottenimento convenzionale. Usando ossidi metallici e titanosilicati nanostrutturati, un lattone multifuzionale (LAC) diventa il principale anidromonosaccaride nel bio-olio da cellulosa. L'importanza di LAC come building block nella sintesi organica è stata provata in studi collaborativi per la sintesi di copolimeri di PLA-LAC e composti biomimetici. Lo scopo della ricerca è incrementare la selettività e ottimizzare l'isolamento e il successivo uso del composto.
