AZIONI DI RICERCA

Le azioni di ricerca previste dal progetto sono specificate di seguito:

A1: Analisi della tipologia dei rifiuti e identificazione delle caratteristiche dei principali metalli critici presenti nelle diverse tipologie di prodotti di scarto elettronici, al fine di sviluppare un appropriato modello di bio-recupero nell'intera filiera del processo di stoccaggio-smaltimento-recupero-riciclo dei RAEE. L'attività è tipicamente di Ricerca Industriale (RI).

A2: Selezione di ceppi microalgali ottimali per uso biotecnologico sulla base della capacità di bioaccumulo e/o biosorbimento in presenza dei metalli di interesse. Le conoscenze di fisiologia e di genomica algale, già maturata dai ricercatori del gruppo proponente, sono necessarie per selezionare i ceppi microalgali più performanti. L'attività è tipicamente di Ricerca Industriale (RI).

A3: Studi e indagini sulla capacità della parete cellulare della microalga estremofila di interagire con ioni metallici, grazie alla caratterizzazione delle proprietà acido-base della parete cellulare, mediante titolazioni potenziometriche-coulombometriche, e all'applicazione di tecniche spettroscopiche quali spettrofotometria di assorbimento UV-Vis e ICP-MS. L'attività ha un contributo del 50% di Ricerca Industriale (RI) e del 50% di Sviluppo Sperimentale (SS). 

A4: Valutazione della efficacia ed efficienza del processo di bioaccumulo/biosorbimento di metalli rari e preziosi da parte di estremofili. L'attuazione di questa fase consta del contemporaneo svolgimento di due differenti azioni che necessariamente risultano essere complementari una all'altra, ovvero: i) la caratterizzazione della biomassa; e ii) il recupero dei metalli preziosi e delle terre rare presenti nelle microalghe (trattata nella attività A5). Mediante modelli teorici ed esperimenti in laboratorio (colture batch), saranno studiate ed analizzate diverse condizioni sperimentali, quali: somministrazione di soluzioni sintetiche di metalli singoli e in combinazione; differenti valori per i parametri biologici, chimici e fisico-chimici, quali utilizzo di biomassa viva o morta, tempo di interazione, temperatura e pH della soluzione; utilizzo di diversi materiali ottenuti dai rifiuti elettronici reali, ed in particolare da triturati di schede elettroniche e di lampade fluorescenti. L'analisi del quantitativo totale dei metalli preziosi e delle terre rare nella biomassa sarà effettuata mediante l'esecuzione di procedure di laboratorio certificate. Tutte le analisi saranno eseguite mediante spettrometria di massa a plasma (ICP-MS), che permette di rilevare concentrazioni di elementi anche in tracce. L'attività ha un contributo del 30% di Ricerca Industriale (RI) e del 70% di Sviluppo Sperimentale (SS). 

A5: Verifica della purezza dei metalli preziosi e delle terre rare recuperate. Uno degli aspetti tecnologici più importanti del processo innovativo è il desorbimento del metallo dalla superficie dei biosorbenti e il recupero simultaneo dei biosorbenti esauriti per ulteriori usi. La procedura utilizzata per il desorbimento influenza la riutilizzabilità del sorbente (mantenimento della capacità di assorbimento iniziale dopo il recupero) e di conseguenza i costi operativi. In questa fase di attività progettuale saranno testati diversi meccanismi di desorbimento. L'attività ha un contributo del 30% di Ricerca Industriale (RI) e del 70% di Sviluppo Sperimentale (SS).

A6: Sviluppo di prototipi sia a scala di laboratorio, sul quale saranno testati i parametri di interesse individuati nelle fasi sperimentali di cui ai punti precedenti, che per il successivo scale-up del processo ottimizzato per un futuro trasferimento dal laboratorio all'impresa, attraverso la realizzazione in situ di un impianto in scala pilota per (i) la coltivazione di biomassa algale alimentata con scarti di lavorazione industriale e (ii) il recupero dei metalli da scarti RAEE (es. schede elettroniche, lampade, altre tipologie). L'attività è tipicamente di Sviluppo Sperimentale (SS).

A7: Analisi e comparazione degli impatti ambientali, economici e industriali della nuova tecnologia basata su processo biometallurgico, con comparazione tra le performances della tecnologia sviluppata e le attuali metodologie piro-idro-metallurgiche. In tale fase sarà anche valutata la possibilità di valorizzare sottoprodotti estraibili dalla biomassa ed altri prodotti di scarto generati dal processo, allo scopo di incrementare l'efficienza e la sostenibilità del processo PHYRE da un punto di vista economico, energetico e ambientale. L'attività è tipicamente di Sviluppo Sperimentale (SS). 

A8: Realizzazione di azioni di coordinamento, comunicazione, diffusione, divulgazione e sfruttamento delle innovazioni ottenute dal progetto PHYRE per sostenere e accelerare la loro adozione da parte del mercato. L'attività è tipicamente di Sviluppo Sperimentale (SS).