PRIN PNRR n. P202282F9NEffective Recycling of cellulosic waste from paper industry - test - Finanziamento dell’Unione Europea – NextGenerationEU – missione 4, componente 2, investimento 1.1 CUP D53D23016780001

Tra le grandi sfide che la creazione di una società sostenibile deve affrontare (come indicato in Horizon Europe), c’è la necessità di sviluppare tecnologie adeguate per l’economia circolare. L'industria della carta è un perfetto esempio di economia circolare, poiché è il prodotto più riciclato in Europa con un tasso di riciclo del 72%. Tuttavia, i prodotti di carta non possono essere riciclati e riutilizzati in modo persistente e l’industria della carta deve identificare i mercati emergenti per mantenere un livello costante di qualità, limitando al tempo stesso l’impronta ambientale della propria produzione. I flussi di rifiuti derivanti dalla produzione e dal riciclaggio della carta possono essere considerati una materia prima promettente per la bioraffineria. Lo scopo di questo progetto è valorizzare l’intero scarto della produzione della carta in modo olistico, rendendo così la produzione della carta un esempio virtuoso di economia circolare. Possono essere trattate due frazioni principali della composizione del fango medio: la prima (fanghi di carta primari) costituita principalmente da prodotti chimici a base di cellulosa e la seconda contenente lignina e altri prodotti chimici complessi. La prima frazione presenta il vantaggio che non è richiesto alcun pretrattamento a causa dell'ampio processo di spappolamento che rimuove la lignina ed espone le fibre di cellulosa producendo un substrato parzialmente depolimerizzato e attivato. Il progetto si focalizzerà sui prodotti di idrogenazione/idrogenolisi che possono essere generati da questi materiali derivati ​​dalla cellulosa, studiando nuovi catalizzatori basati su fasi attive nanostrutturate per processi chemo-catalitici finalizzati alla trasformazione della cellulosa in bio-monomeri. Le reazioni chiave coinvolte sono (i) la depolimerizzazione/disidratazione catalizzata da acido della cellulosa in intermedi e (ii) la riduzione/deossigenazione del substrato altamente ossigenato e degli intermedi in monomeri. La combinazione di metodi avanzati di preparazione per catalizzatori su scala nanometrica e la caratterizzazione in situ/operando dell'interazione fase attiva/reagente renderà possibile la progettazione e lo sviluppo di catalizzatori più selettivi e stabili. La seconda frazione, per la sua complessa composizione, verrà utilizzata per produrre biochar e bio-oil mediante pirolisi, consentendo l'intera integrazione del processo di valorizzazione dei rifiuti: la produzione di materiali (biochar) che possono essere funzionalizzati per fungere da supporto per il sito attivo metallico ed energia (bio-olio), che può contribuire all'approvvigionamento energetico. La sostenibilità ambientale complessiva delle catene del valore sarà valutata anche mediante un approccio LCA e una valutazione economica preliminare.