LA2.5.3 – Definizione di procedure sperimentali per la qualifica delle caratteristiche e prestazioni di e-fuels

Attività

La presente attività ha avuto come obiettivo principale la definizione di procedure sperimentali per la qualifica delle caratteristiche e delle prestazioni degli e-fuels, combustibili green utilizzabili in sostituzione dei combustibili fossili tradizionali o in miscela con essi. La caratterizzazione di questi nuovi combustibili risulta fondamentale per individuarne i possibili campi di applicazione e per valutarne l’impatto, in termini di prestazioni ed emissioni, nel loro utilizzo su scala reale. A tal fine, sono state sviluppate metodologie dedicate alla caratterizzazione dei combustibili sintetici, con l’obiettivo di verificarne la conformità agli standard qualitativi dei corrispondenti combustibili fossili, attraverso l’analisi delle proprietà chimico-fisiche, delle specifiche tecniche e della composizione chimica. La definizione dei protocolli analitici e dei test è stata condotta tenendo conto della natura innovativa degli e-fuels e della necessità di operare su quantità limitate di campione, garantendo al contempo la rappresentatività delle analisi, in considerazione della scala ancora non commerciale degli impianti di produzione. Nel corso dell’attività si è fatto riferimento sia a metodi normati, quali quelli previsti dalle specifiche ASTM, ISO e CEN, sia a metodi non normati.

Risultati

Al fine di sviluppare una metodica analitica affidabile e applicabile anche a piccole quantità di prodotto, sono stati utilizzati combustibili fossili certificati come riferimento, per verificare l’adeguatezza delle procedure analitiche. Sono quindi state condotte attività sperimentali di laboratorio finalizzate alla definizione di un protocollo analitico in grado di operare su quantità limitate di combustibile, tipiche di impianti di scala laboratorio o semi-pilota, garantendo al contempo rappresentatività e completezza della caratterizzazione. L’attività si è focalizzata sulla messa a punto di un protocollo per la caratterizzazione della frazione cherosene (C8–C16) di greggi sintetici ottenuti tramite processo Fischer–Tropsch, basato su metodi normati (ASTM) e tecniche avanzate di analisi gascromatografica (GC-VUV e GC×GC-FID/MS), validate mediante confronto con dati di letteratura. In collaborazione con Innovhub, il protocollo è stato applicato alla caratterizzazione di due campioni di syncrude prodotti dal Politecnico di Milano (catalizzatori a ferro e cobalto). È stata preliminarmente effettuata la separazione della frazione cherosene mediante distillazione manuale (EN ISO 3405), ottenendo aliquote rappresentative successivamente analizzate per la determinazione delle famiglie idrocarburiche e della distribuzione composizionale. Il confronto dei risultati ottenuti sia con i jet fuel convenzionali sia con le informazioni fornite dal produttore ha consentito di validare la procedura di distillazione e confermare l’affidabilità delle tecniche analitiche sviluppate. L’attività ha quindi permesso di definire un protocollo robusto per la caratterizzazione di jet fuel e frazioni derivate da syncrude (dopo distillazione manuale), anche in presenza di quantità limitate di campione.

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