Studio dell’APR di molecole modello nelle acque di scarto di bioraffineria = Study of APR of model molecules in biorefinery wastewater

L' Aqueous Phase Reforming (APR) rappresenta un'interessante alternativa ai processi di trattamento delle acque di scarto da bioraffineria, grazie alla sua potenzialità di produrre un carrier energetico. Esso avviene a basse temperature (220-270°C) e medie pressioni (15-55 bar), in presenza di catalizzatore, e produce una corrente gassosa costituita principalmente da H2 (e/o alcani) e CO2. Questa ricerca si è incentrata sullo studio dell'APR di composti modello nelle acque di scarto di bioraffineria, quali acido acetico, acido glicolico ed etanolo. Inizialmente sono stati effettuati dei test, da 1 h, con acido acetico e acido glicolico, con, rispettivamente, 30 mg e 15 mg di 5% Ru/Al2O3, variando la concentrazione iniziale di reagente (117,176 e 263 mmol/L). I risultati hanno mostrato come, all'aumentare della concentrazione, la conversione, per esempio, dell'acido glicolico tenda a diminuire (da circa il 20% a circa il 10% con 15 mg di 5% Ru/Al2O3). Per quest'ultimo, inoltre, è stato variato il tempo di reazione (0, 1, 2, 3 e 5 h) sia con 15 che con 30 mg di 5% Ru/Al2O3 e si è visto come la conversione cresca all'aumentare del tempo di reazione, passando da meno del 5% a 0 h a quasi il 28% in 5 h (con 15 mg di 5% Ru/Al2O3). In seguito, entrambi sono stati testati con 5% Pt/Al2O3 (58 mg con acido acetico e 29 mg con acido glicolico), osservando come questo catalizzatore sia molto più efficacie nell'attivare l'acido glicolico piuttosto che l'acido acetico. Infatti, con il primo si è raggiunta una conversione pari a circa l'85%, con una concentrazione di 117 mmol/L, mentre con il secondo di circa il 10%. Inoltre, è stata valutata l’influenza della quantità di catalizzatore, e si è osservato il beneficio dato dall’aumento del numero di siti attivi sulla conversione di entrambe le molecole. Infine, sia l'acido glicolico che l'etanolo sono stati studiati con catalizzatori con un loading inferiore di platino (2%), supportati su un carbone attivo tal quale oppure dopato con azoto, e sintetizzati usando o acetone o mesitilene. I risultati ottenuti per l'acido glicolico sono stati analoghi a quelli che si erano ottenuti con 5% Pt/Al2O3, nonostante la quantità inferiore di platino (in termini assoluti), evidenziando promettenti passi avanti nello sviluppo di catalizzatori con minori quantità di metalli nobili.