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Microwave, Ultrasonic and Plasma assisted Syntheses

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Nuove tecniche per alimentare l’industria chimica europea

Nuove fonti energetiche e catalizzatori per ottenere una produzione chimica economica e a resa elevata potrebbero stimolare la competitività dell’industria europea.

Energia

Il progetto MAPSYN, finanziato dall’UE, ha sviluppato con successo microreattori e reattori a flusso continuo su scala industriale che permettono in modo efficace la sintesi chimica assistita da fonti di energia non convenzionali. I risultati valorizzabili includono moduli di flusso pronti per la commercializzazione, catalizzatori brevettati e nuove tecniche di produzione chimica. Queste innovazioni potrebbero contribuire a ridurre i costi di produzione del settore chimico europeo e ad aumentare le rese attraverso la lavorazione continua piuttosto che in lotti. “È già stato fatto moltissimo in questo campo, spinti dalla necessità di raggiungere una maggiore efficienza energetica nella produzione di sostanze chimiche utili, un’elaborazione più veloce e rendimenti più elevati”, dice la responsabile del progetto Dr Rachel James di C-Tech Innovation, nel Regno Unito. “Il progetto MAPSYN ha riunito nuovi processi e catalizzatori di reazione chimica innovativi e ad alta efficienza energetica, e li ha portati al livello di produzione, mantenendo al più basso possibile i requisiti di costo ed energia.” L’industria chimica europea produce il 16,7 % dei prodotti chimici di tutto il mondo, impiega 1,2 milioni di lavoratori e contribuisce all’economia dell’UE per 527 miliardi di euro. È il principale esportatore e importatore di sostanze chimiche al mondo, rifornisce praticamente tutti i settori e offre prodotti e servizi fondamentali per le industrie che vanno dalla farmaceutica, cosmetica e sanitaria, fino all’edilizia e l’agricoltura. La competizione globale è più agguerrita che mai, soprattutto dalle regioni del mondo che spesso hanno un più facile accesso alle materie prime e godono di una fornitura più economica di energia e lavoro. È pertanto fondamentale che l’Europa sviluppi efficienze di produzione e soluzioni sostenibili che mantengano la propria posizione a livello mondiale e contribuiscano agli obiettivi ambientali dell’UE. Un elemento chiave del progetto MAPSYN era la costruzione di due dimostratori, che ha permesso al team di raccogliere dati in materia di efficienza energetica e resa. Il primo dimostratore ha testato un processo di fissazione dell’azoto assistito da plasma che ha mostrato un rendimento e un utilizzo di energia promettenti. Nel secondo, sono stati sviluppati e combinati micro-reattori progettati per essere trasparenti alle radiazioni a microonde con nuovi catalizzatori e un innovativo sistema a flusso microonde. “Siamo in procinto di iniziare la fase finale di verifica e siamo certi che questo dimostrerà gli evidenti vantaggi della tecnologia,” dice James. Infatti, entrambi i campioni hanno dimostrato la fattibilità dell’utilizzo di plasma e microonde come fonti energetiche innovative per realizzare reazioni chimiche necessarie. I moduli di processo di flusso sviluppati dai partner del progetto sono già stati commercializzati. Inoltre, i partner del progetto sono riusciti a sintetizzare e caratterizzare nuovi catalizzatori per la fissazione e l’idrogenazione dell’azoto, e il team è sicuro che ciò offrirà un rendimento più elevato. Alcuni dei catalizzatori di idrogenazione sono stati brevettati. “Se entrambi i dimostratori otterranno buoni risultati finali, allora è probabile che i nostri partner industriali continueranno a eseguire i test anche dopo il completamento di questo progetto, al fine di ottenere quanti più dati possibili,” spiega James. “Le domande chiave sono se i nuovi sistemi offrono l’economicità per gli utenti finali, se i catalizzatori di nuova concezione possono essere usati da soli e anche se i nuovi sistemi a microonde potrebbero avere altre applicazioni.” Le tecnologie hanno il potenziale di aprire le porte a nuovi modelli di impresa e possibili nuovi prodotti. Il progetto è stato quindi un successo dal punto di vista della valorizzazione. “Alcuni catalizzatori sono stati brevettati, mentre la nostra analisi degli altri ha aiutato a capire meglio le loro proprietà,” spiega James. “Abbiamo anche portato il processo al plasma dalla piccola scala di laboratorio al livello di produzione. Quindi, sono state svolte numerose ricerche utili in fase iniziale e sono state sviluppate nuove potenziali applicazioni industriali.” Il progetto MAPSYN sarà completato alla fine di maggio 2016.

Parole chiave

MAPSYN, nuove fonti energetiche, catalizzatori, microreattori, efficienza energetica, dimostratori, processo al plasma

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