Obiettivi Formativi

Il corso si prefigge di: fornire una visione sistematica delle problematiche energetiche a livello globale e nazionale, con riferimento a fonti, materie prime e tecnologie di trasformazione per la produzione di energia in sistemi mobili e fissi. Il corso intende sviluppare la capacità di analisi dei problemi relativi ai bilanci materiali ed energetici delle trasformazioni chimico-fisiche, per la produzione di energia. Infine, il corso fornisce allo studente una panoramica dei fenomeni d’inquinamento relativi all'uso di combustibili fossili, le attuali strategie di mitigazione e contenimento, nonché i vantaggi derivanti dall'uso alternativo di fonti rinnovabili. acquisire le competenze per applicare le conoscenze di base e gli elementi dell'ingegneria chimica per analizzare e comprendere i diversi aspetti dei processi di generazione, trasformazione e accumulo dell'energia attraverso esercitazioni, analisi di esempi e applicazioni pratiche e della letteratura scientifica. sviluppare la capacità di elaborare, in maniera autonoma e con senso critico, concetti fondamentali e ingegneristici per l'analisi dei processi chimici di generazione, trasformazione e accumulo di energia, con particolare riferimento agli aspetti della termodinamica, della cinetica e delle relative emissioni. sviluppare adeguate proprietà di sintesi, e di comunicazione con linguaggio tecnico. acquisire un metodo di studio adeguato alla visione ed alla comprensione dei problemi legati alla produzione di energia e delle relative fonti energetiche.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula, Seminari e Visite didattiche guidate Per il raggiungimento degli obiettivi formativi previsti, il corso si avvale delle lezioni frontali, svolte con supporto di slides, ed esercitazioni guidate svolte dagli studenti con lo scopo di stimolare la capacità di applicazione di concetti teorici per la risoluzione di problemi pratici con autonomia e senso critico.

Prerequisiti

Per un’adeguata comprensione dei concetti teorici e l’acquisizione della capacità di analisi delle varie tecnologie di produzione e trasformazione di energia sono necessarie conoscenze di base di CHIMICA GENERALE, CHIMICA INORGANICA, CHIMICA FISICA, CHIMICA ORGANICA, FISICA TECNICA.

Verifiche dell'apprendimento

Esame finale orale della durata compresa tra 30 e 60 min sui contenuti del corso con approfondimenti specifici finalizzati a dimostrare qualità dell’apprendimento e dell’esposizione, capacità di sintesi e di ragionamento critico dello studente.

Programma del Corso

-ENERGIA E FONTI ENERGETICHE. Concetti di energia e lavoro; Grandezze fisiche e unità di misura; Termodinamica delle trasformazioni chimiche; Fonti energetiche; Emissioni e fonti rinnovabili. -PETROLIO E DERIVATI. Il greggio; Origine e giacimenti; Costituenti del greggio; Prodotti; Lavorazione; Schema di raffineria. -LAVORAZIONE DEL GREGGIO. Processi preliminari; Processi di separazione; Topping; Vacuum; Contenuto di zolfo e numero di ottano delle benzine. -UPGRADING DEI COMBUSTIBILI FOSSILI. A) Steam Cracking: Reazioni, termodinamica, variabili di processo, prodotti. B) Hydrotreating: Reazioni, termodinamica, cinetica, catalizzatori, processi. C) Reforming catalitico: Reazioni, termodinamica, cinetica, catalizzatori, processi. D) Cracking catalitico: Reazioni, termodinamica, cinetica, catalizzatori, processi. E) Isomerizzazione: Reazioni, termodinamica, cinetica, catalizzatori, processi. F) Alchilazione: Reazioni, termodinamica, cinetica, catalizzatori, processi. -COMBUSTIONE. Definizione, reazioni redox, caratteristiche e proprietà; Aria teorica; Rapporto Air/Fuel; Temperatura ignizione; Potere calorifico; Dew point; Entalpia di combustione; Temperatura di fiamma; Lavoro utile ed energia libera; Macchine termiche ideali: caratteristiche e rendimento; Ciclo Otto e rendimento di motori a combustione interna. -CELLE A COMBUSTIBILE. Generalità, funzionamento, classificazione; rese ed emissioni; Potenziale di Cella; Termodinamica di cella (effetto T e P); Fenomeni di polarizzazione; Rendimento di cella; PEFC, PAFC; MCFC; SOFC; DMFC (caratteristiche, proprietà e applicazioni). -IDROGENO. Metodi di produzione, immagazzinamento e trasporto. -EFFETTO SERRA. Cause naturali e antropiche; Gas serra: Proprietà, Effetti e tempo di vita; Sensibilità climatica; Contenimento delle emissioni di gas serra.