RAFFAELE PIRONE

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Full Professor

Rector's Advisor for the Implementation of the “Transition Engineering” Educational Project
Member of Interdepartmental Center (Ec-L - Energy Center Lab)

+39 0110904580 / 4580 (DISAT)

+39 0110904735 / 4735 (DISAT)

Institute Institute of Chemical Engineering
Research groups/teams
Laboratories
Research projects

Funded by competitive calls

  • WWGF – Gassificazione rifiuti organici umidi con acqua supercritica per produzione di biomentano e GNL, (2021-2023) - Responsabile Scientifico

    National Research

    Abstract

    Il progetto ha come obiettivo lo sviluppo di un processo integrato di valorizzazione energetica di matrici organiche umide (biomasse, rifiuti/reflui organici, fanghi) in biometano (CH4) liquido, al fine di incentivarne l’uso nel settore dei trasporti, nelle industrie e nelle reti isolate. A partire dalla consolidata tecnologia di digestione anaerobica per la produzione biometano, ottimizzata in base alle varie tipologie di substrato in alimentazione, saranno sviluppati moderni e integrati processi di purificazione e di compressione, ai fini della sua successiva liquefazione. In parallelo, nell’ottica di una massimizzazione delle prestazioni complessive di processo, saranno studiate tecniche di piro-gassificazione utili a valorizzare ulteriori matrici quali digestato e fanghi, allo scopo di generare un syngas da impiegare per ulteriore produzione di biometano, da sintesi catalitica. Oltre alla valorizzazione per via termochimica delle biomasse, il progetto prevede come attività altamente innovativa la gassificazione in acqua supercritica delle matrici umide, e successivo upgrading catalitico del syngas. Lo sviluppo e la verifica sperimentale degli step di processo saranno svolti su prototipi in scala pilota o di laboratorio, opportunamente realizzati per gli scopi del progetto e integrati tra loro mediante interfacce di simulazione. Il processo si completerà con una fase di sviluppo e realizzazione dei processi di rettifica e liquefazione a GNL del biometano. Nella fase di Sviluppo Sperimentale (SS) si elaboreranno i dati ed i risultati ottenuti nella fase di RI, per il potenziale scale-up di impianti previsti in zone rurali o di transizione, con particolare visione alla modularità. La fase di SS comprenderà lo studio di fattibilità tecnico-economica e di sostenibilità sulle potenziali aree di applicazione del progetto, sia dal punto di vista dell’approvvigionamento delle materie organiche, che per l’impiego del biometano nei trasporti ed in campo energetico. La valorizzazione integrata dei rifiuti urbani organici con fanghi ed altre matrici umide di tipo agroindustriale favorirà l’innovazione di processo attraverso l’uso ottimale delle tecnologie già disponibili, accoppiate ad altre più innovative, rinnovabili e basso-emissive. Tale integrazione, raggiunta con lo sviluppo di tecniche ad alto livello tecnologico e di ricerca, produrrà numerosi e sostanziali impatti in termini di sostenibilità ambientale, economica e sociale.

    Countries

    • ITALIA

    Departments

  • CO2 Circle Lab, (2018-2021) - Responsabile Scientifico

    Regionally funded research

    Abstract

    La gestione delle emissioni di CO2 di origine antropica nell’atmosfera è certamente una sfida attuale, ma èanche un potenziale e straordinario promotore di innovazione, sia a livello di ricerca che di sviluppotecnologico ed industriale. Nell’ottica di un’economia sostenibile, IIT e Politecnico di Torino propongono ilpotenziamento dei laboratori preesistenti presso Politecnico di Torino e Environment Park, attraverso laconfigurazione di una infrastruttura (IR) che promuova l’incontro tra ricerca fondamentale e applicata,attivando e consolidando collaborazioni di alto valore scientifico e tecnologico con molteplici settoriindustriali. L’IR si focalizzerà sullo sviluppo di processi biotecnologici, elettrochimici e termochimiciinnovativi, per la formazione di prodotti ad elevato valore aggiunto da materie prime rinnovabili (CO2,biomasse), garantendo una gestione dei processi sostenibile, ricorrendo alla modellizzazione di scenari peruna solida analisi delle strategie energetiche.

    Countries

    • ITALIA

    Institutes/Companies

    • FONDAZIONE ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA

    Departments

    • Ricerca
    • Trasferimento Tecnologico e Relazioni con l'Industria
  • HELMETH - INTEGRATED HIGH-TEMPERATURE ELECTROLYSIS AND METHANATION FOR EFFECTIVE POWER TO GAS CONVERSION, (2014-2017) - Responsabile Scientifico

    UE-funded research - JTI - FCH

    Abstract

    The objective of the HELMETH project is the proof of concept of a highly efficient Power-to-Gas (P2G) technology with methane as a chemical storage and by thermally integrating high temperature electrolysis (SOEC technology) with methanation. This thermal integration balancing the exothermal and endothermal processes is an innovation with a high potential for a most energy-efficient storage solution for renewable electricity, without any practical capacity and duration limitation, since it provides SNG (Substitute Natural Gas) as a product, which is fully compatible with the existing pipeline network and storage infrastructure.The realisation of the P2G technology as proposed within HELMETH needs several development steps and HELMETH focuses on two main technical and socio-economic objectives, which have to be met in order to show the feasibility of the technology:• Elaboration of the conditions / scenarios for an economic feasibility of the P2G process towards methane as chemical storage, without significantly deteriorating the CO2-balance of the renewable electricity.• Demonstration of the technical feasibility of a conversion efficiency > 85 % from renewable electricity to methane, which is superior to the efficiency for the generation of hydrogen via conventional water electrolysis.Within HELMETH the main focus lies in the development of a complete pressurized P2G module consisting of a pressurized steam electrolyser module, which is thermally integrated with an optimized carbon dioxide methanation module. The HELMETH project will prove and demonstrate that:• the conversion of renewable electricity into a storable hydrocarbon by high-temperature electrolysis is a feasible option,• high temperature electrolysis and methanation can be coupled and thermally integrated towards highest conversion efficiencies by utilizing the process heat of the exothermal methanation reaction in the high temperature electrolysis process.

    Countries

    • GERMANIA
    • ITALIA

    Institutes/Companies

    • KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY

    Departments

  • PROCESSI INNOVATIVI DI CONVERSIONE DI BIOMASSE ALGALI PER LA PRODUZIONE DI JET FUEL E GREEN DIESEL, (2013-2016) - Responsabile Scientifico

    Nationally funded research - PRIN

    Countries

    • ITALIA

    Departments

  • LIDIA – Sviluppo di tecnologie di seconda generazione per la conversione di derivati organici in acidi dicarbossilici green, come bulding blocks di origine rinnovabile per la sintesi di chemicals e polimeri., (2013-2015) - Responsabile Scientifico

    Nationally funded research - FAR

    Abstract

    Il progetto LIDIA (Sviluppo di tecnologie di seconda generazione per la conversione di derivati organici in acidi dicarbossilici green, come bulding blocks di origine rinnovabile per la sintesi di chemicals e polimeri) intende studiare le possibili rotte per la trasformazione di cellulosa, emicellulosa e lignina derivanti da biomasse rinnovabili e scarti organici attraverso tecnologie innovative di seconda generazione e la loro implementazione su scala pilota per la loro conversione in acidi dicarbossilici green. Obiettivo del progetto è dimostrare la sostenibilità tecno-ambientale della produzione di biomolecole, da:- zuccheri a 5 e 6 atomi di carbonio derivanti dalla conversione di cellulosa ed emicellulosa contenuta in biomasse dedicate (energy crops), residui agricoli (paglia), Forsu (frazione organica dei rifiuti solidi urbani da raccolta differenziata) stabilizzata e non;- lignina come coprodotto derivante da conversione di biomasse lignocellulosiche in bioetanolo.

    Countries

    • ITALIA

    Institutes/Companies

    • ENTSORGA ITALIA SPA
    • SPIKE RENEWABLES SRL
    • BIOCHEMTEX SPA
    • ENGICO SRL
    • POLITECNICO DI MILANO
    • UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINO
    • UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI BARI

    Departments

Funded by commercial contracts

  • SVILUPPO DI UN CONVERTITORE CATALITICO PER ABBATTIMENTO DELLE EMISSIONI ........, (2012-2012) - Responsabile Scientifico

    Commercial Research

    Countries

    • ITALIA

    Institutes/Companies

    • OMB SALERI S.p.A

    Departments