Inquinamento Atmosferico ed Energia
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
Largo impiego di
Combustibili Fossili
Inquinamento
atmosferico
Cambiamenti
climatici
Sono tra le maggiori sfide ambientali attuali !
Contributo della ricerca in UniMi per:
-comprensione dettagliata delle problematiche e delle interazioni fra i
diversi comparti coinvolti
- nuove proposte per la riduzione degli inq. gassosi
- nuove proposte per la produzione di energia “pulita”
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
L’inquinamento atmosferico
trasformazione
& trasporto
trasporto
&
trasformazione
trasformazione
& deposizione
emissioni
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
Le particelle fini: un caso emblematico
1. Molteplicità di sorgenti
(antropiche & naturali)
2. Emissione primaria, produzione secondaria
& trasformazione
4. Immissione di gas e particelle
in stratosfera
Saharan dust
3. Trasporto a lungo range
Brown cloud from
China to North
America
Pinatubo, 1991
DIPARTIMENTO DI FISICA
Despite a substantial body of
international and national legislation
and significant reductions in the
emissions of some common
pollutants, poor air quality is still
causing hundreds of thousands of
premature deaths in Europe every
year and continues to damage crops
and ecosystem health.
……
Air pollution by fine particles represents the highest risk to public
health in all regions, higher than that of other air pollutants
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
Le particelle fini: le emissioni
DIPARTIMENTO DI FISICA
La ricerca in UniMI:
studio e caratterizzazione del particolato atmosferico
Dipartimento di Fisica
&
Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e Analitica
Caratterizzazione fisico-chimica dettagliata del particolato atmosferico e sviluppo di
strumentazione, metodologie analitiche e modelli per:
- studio di processi di formazione,
trasformazione e deposizione delle particelle
- identificazione della componente secondaria
- identificazione di traccianti per specifiche
sorgenti
- identificazione delle principali sorgenti di
emissione e quantificazione del loro contributo
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
Le emissioni degli inquinanti nell’EU-27
Andamento delle emissioni relativo
al 1990 (al 2000 per PM)
Tecnologie per la riduzione degli
inquinanti gassosi
NOx
SO2
CO
Modifiche nella fase di
combustione
Trattamenti post- combustione
Riduzione tenore di zolfo nei
combustibili
Sistemi di abbattimento a
camino
Ottimizzazione della fase di
combustione (T, O2, …)
…etc…etc…
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
La ricerca in UniMI:
nuove tecnologie per la riduzione delle emissioni di inquinanti gassosi
La combustione catalitica (senza fiamma) consente di abbassare la temperatura di
combustione minimizzando la formazione di NOx e di prodotti parzialmente incombusti come,
ad esempio il CO (esempio combustione del metano a T< e condizioni controllate).
Il contributo del Dip. di Chimica Fisica ed
Elettrochimica:
- individuazione e preparazione di alcuni ossidi
misti di struttura perovskitica (ossidi di sintesi)
come possibili sostituti dei catalizzatori a base
di metalli nobili nella combustione catalitica a
bassa temperatura
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
…dalla scala locale alla scala globale…
CO2 e altri gas serra
Il pacchetto “Clima – Energia”
Direttive 2009/28,29,30,31/CE
sorgenti
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
1. promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili
2. impegno a ridurre emissioni di gas serra
3. …trasporti su strada…abbattimento delle emissioni
di gas serra prodotte durante il ciclo di vita dei
combustibili.
4. stoccaggio geologico di CO2 (CCS) come tecnologia
ponte che contribuirà a mitigare i cambiamenti
climatici.
Fonti di energia rinnovabile
+
NB: L’idrogeno non è una fonte di energia ma un mezzo per accumularla e non è
direttamente disponibile in natura.
La conversione di energia a mezzo dell’idrogeno si considera un processo “verde” solo se
l’idrogeno viene prodotto usando sorgenti primarie di energia non fossili
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
La ricerca in UniMI:
nuove tecnologie per la riduzione delle emissioni di CO2
La biomassa utilizzabile ai fini energetici consiste in tutti quei materiali organici (per es.
colture “energetiche” dedicate, residui agricoli o agro-industriali, residui forestali,…) che
possono essere utilizzati direttamente come combustibili ovvero trasformati in altre sostanze
(solide, liquide o gassose) di più facile utilizzo negli impianti di conversione.
Dipartimento di Ingegneria Agraria
Analisi di filiere agro-energetiche: sviluppo di basi di dati territoriali corredate di metodologie di analisi
che permettono la valutazione delle potenzialità produttive di energia da biomasse a diverse scale
geografiche.
Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica
Produzione di biodiesel mediante de-acidificazione di olii
naturali, olii esausti o grasso animale e successiva reazione di
trans-esterificazione.
Dipartimento di Produzione Vegetale
Biogas Caratterizzazione delle biomasse e valutazione della
produzione potenziale di biogas e idrogeno
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
La ricerca in UniMI:
nuove tecnologie per la produzione di H2
Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica
Sviluppo di celle foto-catalitiche per la produzione separata di
idrogeno e ossigeno per foto-scissione dell’acqua utilizzando
energia solare.
Produzione di idrogeno per reforming fotocatalitico di
substrati organici provenenti da fonti rinnovabili ovvero di
inquinanti organici presenti in effluenti acquosi.
Sviluppo di materiali nanostrutturati per costruzione di elettrodi per sistemi reversibili elettrolisi
dell’acqua/pila a combustibile
Sviluppo di nuovi fotocatalizzatori ad ampio spettro di sensibilità per la produzione fotocatalitica di
idrogeno (e per la degradazione fotocatalitica di inquinanti dell’acqua e dell’aria).
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
Le attività formative in UniMI
su inquinamento atmosferico ed energia
(esempi per l’a.a. 2009-2010)
Corso di Laurea in Fisica (LM)
Fisica dell’Ambiente, Fisica dell’Atmosfera, Fondamenti di Energetica, Laboratorio
di Fisica dell’Atmosfera, Laboratorio di Misure Fisiche per l’Ambiente, Modellistica
Geofisica e Ambientale,….
Corso di Laurea in Scienze Chimiche Applicate e Ambientali (LM)
Fotochimica, L’Idrogeno come Vettore Energetico, Metodologie Analitiche per
l’Ambiente e il Territorio, Tecnologie Elettrochimiche di Bonifica Ambientale,…
Corso di Laurea in Agrotecnologie per l‘Ambiente e il Territorio (LT)
Energetica per l‘Agricoltura, Uso e Riciclo delle Biomasse in Agricoltura,…
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
Questa presentazione è stata realizzata con il contributo dei colleghi del
Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica
S. Ardizzone, C.L. Bianchi, G. Cappelletti, L. Forni, C. Oliva, C. Pirola, V.
Ragaini, S. Rondinini, I. Rossetti, E. Selli, A. Vertova
Dipartimento di Chimica Inorganica, Metallorganica e Analitica
P. Fermo
Dipartimento di Fisica
M. Bonardi, F. Groppi, A. Guglielmetti
Dipartimento di Ingegneria Agraria
L. Bodria
Dipartimento di Produzione Vegetale
F. Adani
Istituto di Fisiologia Generale e Chimica Biologica
A. Lascialfari
Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
Grazie a
tutti voi per la cortese attenzione !
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Roberta Vecchi
Dipartimento di Fisica
DIPARTIMENTO DI FISICA