Catalytic Upcycling of PolyolefIn waste: a matter of awareness - Finanziamento dell’Unione Europea – NextGenerationEU – missione 4, componente 2, investimento 1.1.

Ogni anno milioni di tonnellate di rifiuti di plastica mal gestiti si accumulano nell’ambiente causando problemi a tutto l’ecosistema. Ciò vale soprattutto per le poliolefine (PO): il 95% delle PO post-consumo finisce come rifiuto dopo aver terminato il ciclo di vita (solitamente breve), contribuendo a oltre il 60% del contenuto totale di plastica dei rifiuti solidi urbani. La percentuale molto bassa di PO riciclate a fine vita rappresenta un evidente ostacolo alla ciclicità del mercato della plastica, in contrasto con la “Strategia europea per la plastica in un’economia circolare”, lanciata all’inizio del 2018. Sebbene l’upcycling dei rifiuti di plastica in prodotti chimici e combustibili a valore aggiunto sia una delle azioni suggerite dalla legislazione dell’UE, il riciclo dei rifiuti di PO è ancora in una fase embrionale. Il progetto CUPId si inserisce in questo scenario, con l’ambizioso obiettivo di aumentare la consapevolezza scientifica e pubblica sull’upcycling catalitico dei rifiuti di PO in alcani liquidi a valore aggiunto. Verrà sviluppata una serie di catalizzatori bifunzionali a base di Ru, caratterizzati accuratamente con un approccio multi-tecnica e sfruttati per l'upcycling riduttivo di PO, al fine di identificare quali sono le proprietà catalitiche cruciali e le variabili di processo che guidano la scissione dei legami C-C delle PO. Saranno sviluppati due tipi di catalizzatori, contententi siti acidi e nanoparticelle di rutenio come fase attiva, e differiscono in termini di acidità e porosità del supporto. Questi catalizzatori verranno caratterizzati in termini di porosità, acidità e proprietà delle nanoparticelle di Ru, rispetto ad un catalizzatore commerciale Ru/C come punto di riferimento. Tre tipi principali di poliolefine, da quelle con elevata purezza ai veri rifiuti di PO, saranno trattati in condizioni riduttive (idrocracking o idrogenolisi), nonché impiegando semplici alcoli alifatici come molecole donatrici di H, green e benigne (condizioni riduttive di trasferimento). In particolare, finora non è mai stato effettuato un recycling per H-transfer di rifiuti di plastica. In una fase successiva, verrà dimostrata la fattibilità del processo di H-transfer per riciclare le PO in presenza di catalizzatori a base di Ru in una scala pre-pilota. Contestualmente verrà fatto uno studio dettagliato della robustezza, recuperabilità e rigenerabilità del catalizzatore, anche alla luce di eventuali impurità e additivi. Tali obiettivi, in linea con gli obiettivi a lungo termine dell’UE di riduzione dei rifiuti plastici e delle emissioni di gas serra, saranno perseguiti avvalendosi delle competenze complementari dei gruppi di ricerca coinvolti (UNITO, UNIRC e CNR-IOM) e dei partner industriali (Chimet S.p.A. , Ecopiana s.r.l. e Corepla), che si impegnano nella formazione dei giovani ricercatori (nell'ottica dell'equilibrio di genere) e nella diffusione dei risultati sia all'interno della comunità scientifica e industriale , sia presso un pubblico più ampio non specializzato, garantendo l'accesso pubblico ai prodotti intellettuali di CUPId.