|
Etapa I Analiza privind oportunitatea dezvoltarii unui sistem integrat de producere a hidrogenului si fertilizatorilor pentru sol
prin valorificare superioara a biomasei si reziduurilor agricole in concordanta cu strategia Uniunii Europene.
Analiza privind oportunitatea dezvoltarii unei sistem integrat de producere a hidrogenului si fertilizatorilor pentru sol prin valorificare
superioara a biomasei si rezidiilor agricole in concordanta cu strategia Uniunii Europene a vizat o serie de domenii de varf ale cercetarii si dezvoltarii
tehnologice din Romania in domeniul dezvoltarii surselor de energie nepoluanta pentru mediu si in acelasi timp de impact asupra dezvoltarii nationale.Tehnologiile
care se dezvolta pentru obtinerea de energie trebuie sa diminueze costurile energiei regenerabile, sa sporeasca eficacitatea energetica si sa asigure ca industria
europeana se afla in prim plan la nivel mondial.
Uniunea Europeana are trei obiective-cheie in ceea ce priveste dezvoltarea tehnologiei din domeniul energetic:
-
diminuarea costurilor actuale ale energiei provenite din surse regenerabile;
-
cresterea eficacitatii energetice;
-
plasarea industriilor europene in pozitia de lider in domeniul tehnologiilor cu emisii scazute de carbon.
Comisia Europeana a propus o strategie de crestere a productiei si consumului de energie regenerabila, pentru a reduce dependenta de petrol si gaze naturale.
Uniunea Europeana este net importator al acestor resurse, iar pretul lor pe piata mondiala este in crestere. In plus, consumul petrolului, gazelor naturale sau carbunilor duce
la cresterea poluarii si la schimbari climatice nedorite.
Tintele Uniunii Europene in domeniul energiei regenerabile pana in 2010 sunt:
-
dublarea ponderii energiei regenerabile in consumul brut de la 6% la 12%;
-
cresterea "energiei verzi" in totalul consumului de electricitate de la 14% la 22%;
-
cresterea ponderii biocombustibilului pe piata de combustibil in transport, la 5,75%;
-
reducerea consumului de energie cu 20% pana in 2020, prin cresterea eficientei energetice.
Tinta Romaniei este ca ponderea energiei electrice din resurse regenerabile sa ajunga in 2010 la 33%, adica 21,4 TWH. Pentru sustinerea utilizarii energiei din
surse regenerabile, Romania a introdus, din 2005, sistemul certificatelor verzi tranzactionabile pentru reducerea preturilor care vor fi platite de consumatorul final. Acest sistem
obliga furnizorii sa distribuie o cota de energie obtinut? din resurse regenerabile.
Cercetarea din acest proiect are drept scop sa demonstreze capacitatea de a produce hidrogen din biomasa prin procesare termochimica in conditii stabile, alaturi de
obtinerea unui co-produs pe baza de carbon chelatizat cu continut ridicat in nutrienti ce poate fi utilizat ca fertilizator pentru sol contribuind la imbunatatirea procesului de crestere
si dezvoltare al plantelor si la reducerea gradului de poluare a mediului.
Dintre cele trei procese principale de conversie termica a biomasei - combustia, gazificarea si piroliza - piroliza se bucura de interes crescand, deoarece procesul poate
fi optimizat pentru obtinerea de hidrogen si maximizarea productiei de mangal, de produse lichide sau gazoase, in functie de materia prima folosita. Metodele utilizate pentru determinarea
compozitiei si caracterizarea structurala a biomasei, a produsului solid rezultat prin procesare termochimica a acesteia si a ferilizatorului obtinut din subprodusi se bazeaza pe tehnicile
spectrometriei de fluorescenta cu radiatii X (XRF) ca tehnica de analiza calitativa si cantitativa, pe metode chimice.
Etapa II Elaborarea modelului experimental pentru procesul termochimic de prelucrare a biomasei si rezidiilor agricole, elaborarea metodologiilor de caracterizare si
testare a produsilor si subprodusilor rezultati si stabilirea retelei de valorificare a lor.
-
caracterizarea fizica si chimica a biomasei si a rezidiilor agricole selectate pentru a fi supuse procesarii termochimice;
-
elaborarea unei noi solutii privind procesarea termochimica a biomasei, elaborarea modelului experimental si teste preliminare privind pregatirea biomasei pentru procesare;
-
caracterizarea subprodusilor cu valoare energetica si realizarea de teste pentru determinarea noxelor ce rezulta din procesul termochimic.
Brevete elaborate: Pentru recuperarea hidrogenului din fractia gazoasa se impune separarea si purificarea lui. In acest scop a fost elaborat brevetul intitulat:
"Metoda si sistem de separare/purificare a hidrogenului bazate pe sorbtii ciclice rapide la temperatura variabila" - cerere de brevet nr. A /00714/15.09.2008.
Lucrari prezentate la manifestari stiintifice:
-
E.David, "Thermochemical conversion of biomass to produce gas rich in hydrogen", prezentata la 10th World Renewable Energy Congrss-WREC X, 19-25 July, 2008, Glasgow, Scotia, UK;
-
E.David, C.Sandru, A.Armeanu, M.Constantinescu, F.Bucura, "Renewable energy obtained by thermochemical conversion of biomass and wastes" prezentata la a 14-a editie a conferintei
cu participare internationala "Progress in Cryogenics and Isotope Separation", 29-31 octombrie, 2008, Calimanesti-Caciulata, Romania;
-
E.David, I.Stefanescu, "Metoda si sistem de separare/purificare a hidrogenului bazate pe sorbtii ciclice rapide la temperatura variabila", cerere de brevet nr A 00714/15.09.2008,
prezentata la Inventica, 7-11 octombrie, 2008, Bucuresti, Romania, pentru care s-a obtinut medalie de aur, asa cum se prezinta in imaginile de mai jos;

-
E.David "Metoda si sistem de separare/purificare a hidrogenului bazate pe sorbtii ciclice rapide la temperatura variabila" prezentata la a 57-a editie a Concursului international
Bruxelles-EUREKA dedicat inventicii, organizat in cadrul Salonului INNOVA, 13-15 Noiembrie 2008 , Bruxelles, BELGIA, medalia de aur;

-
E.David, "Available biomass resources in Romania for to use as renewable energy", prezentata la Second International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italia,
17-20 noiembrie, 2008.
Lucrari publicate:
-
E.David, "Thermochemical conversion of biomass to produce gas rich in hydrogen" publicata in Renewable Energy, Edited by A. Saiygh, Elsevier,ISBN 978 008 056 8973 (2008), pp 134-139;
-
E.David, "Available biomass resources in Romania for to use as renewable energy" publicata in Proceedings, Second International Symposium on Energy from Biomass and Waste,
ISBN 978-88-6265-004-5, (2008), 141-150;
-
E.David, "Useful fuels obtained by thermochemical conversion of biomass" publicata in revista Progresss of Cryogenics and Isotopes Separation,ISSN 1582-2575, Cotatie CNCSIS 619, Nr.21+22, (2008), pp. 42-50.
Etapa III Tehnologie de laborator privind prelucrarea termochimica biomasei si a rezidiilor agricole selectate, separarea produsilor si subprodusilor rezultati din proces
si caracterizarea tipurilor de soluri la nivel zonal
In etapa III/2009 a proiectului s-au stabilit conditiile optime de procesare termochimica a rezidiilor de biomasa selectate, formate din shrot de rapita, coji de nuci, coceni, samburi fructe, etc.
S-au obtinut produsi solizi, lichizi si gazosi si s-au caracterizat. Materialul carbonic rezultat s-a utilizat in efectuarea de teste preliminare de laborator pentru obtinerea fertilizatorului "NH4HCO3-carbune".
Aceste teste s-au bazat pe procesul de solidificare a dioxidului de carbon si amoniacului, furnizate de gaze reziduale de ardere si gaze reziduale amoniacale, direct in masa de carbune din care a rezultat compusul de chelatizare
"NH4HCO3-carbune". De asemenea s-au caracterizat structural produsii solizi rezultati din procesarea termochimica precum si compusul "NH4HCO3-carbune". Compusul "NH4HCO3-carbune"
rezultat a fost testat ca si fertilizator/amendament pentru sol, ceea ce a impus determinarea compozitiei solurilor din zona, stabilirea deficitului de nutrienti din sol, teste de laborator privind imbunatatirea calitatii solului prin dozarea
controlata a "NH4HCO3-carbune" obtinut din solutia proiectului. Rezultatele de noutate ale proiectului au fost valorificate prin elaborarea unui brevet si inaintarea cererii la OSIM.
Lucrari stiintifice si brevete elaborate si prezentate la manifestari stiintifice:
-
E.David, "Development of activated carbons from waste biomass for CO2 capture" prezentata la the 9th Multinational Congress on Microscopy, Life science & Material Science - MC2009, Graz, Austria, 30 august-04 septembrie 2009;
-
E.David, I.Stefanescu, "Metoda si sistem de separare/purificare a hidrogenului bazate pe sorbtii ciclice rapide la temperatura variabila" - A/00714/15.09.2008 brevet care a fost prezentat in anul 2009 la saloanele de inventii de la Geneva, Varsovia,
Iasi si Moscova premiile si medaliile obtinute.
-
medalie de aur al 37-lea Salon International al Inventiilor, Tehnicilor si Produselor Noi, Geneva, 01-05 aprilie 2009;
-
premiu special ARCA din partea Croatiei, la al 37-lea Salon International al Inventiilor, Tehnicilor si Produselor Noi, Geneva, 01-05 aprilie 2009;

-
premiul FIRI pentru cea mai buna inventie acordat de Primul Institut al Inventatorilor si Cercetatorilor din Iran (FIRI), 3 iunie 2009, IWIS-Warsovia, Polonia;
-
medalie de aur la al 3-lea Salon International de Inventii si Inovatii, IWIS, 1-3 iunie, 2009, Varsovia, Polonia;

-
medalie de aur la Salonul de Inventii si inovatii, 4-6 iunie 2009, Iasi, Romania;

-
medalie de argint la a IX-a editie a Salonului International de Inovatii si Investitii de la Moscova, 26-29 august 2009;

Lucrari publicate:
-
E.David, "Development of activated carbons from waste biomass for CO2 capture" in Proceedings - The 9th
Multinational Congress on Microscopy - MC2009, Graz, Austria, 30 august-04 septembrie 2009, Volumul 3, Material Science, p.365.
Brevete elaborate si inregistrate la OSIM:
-
E.David, I.Stefanescu, A.Armeanu, "Proces tehnologic de producere si fertilizator pentru sol obtinut prin captarea dioxidului de carbon
si amoniacului in carbune preparat din biomasa", A00517/06.07.2009.
Etapa IV Variante experimentale de laborator pentru definitivarea tehnologiei de producere a hidrogenului si de convertire
a produsilor si subprodusilor rezultati din solutia proiectului in fertilizatori pentru sol
In etapa IV a proiectului s-au realizat activitati care au condus la stabilirea procedurilor ecologice de pre-procesare a biomasei si rezidiilor
agricole (uscare, tocare, compactare) necesare pregatirii in vederea prelucrarii termochimice ulterioare, s-a realizat la nivel de laborator procesarea termochimica
a tipurilor de biomasa selectate si s-a obtinut ca si co-produs carbunele, care a fost utilizat ca suport in obtinerea complexului NH4HCO3-carbune.
S-au realizat teste la nivel de laborator pentru imbunatatirea porozitatii carbunelui astfel incat sa permita cresterea cantitatii de produs solid (format din
NH4HCO3) depozitat in masa de carbune cu scopul de a mari continutul de azot din complex fata de sortul obtinut in etapa II a proiectului. S-au
caracterizat structural sorturile de carbuni rezultati la diferite valori de temperatura prin procesare termochimica si s-au stabilit parametrii structurali ai carbunilor
care contribuie la procesul de eliberare lenta a nutrientilor in sol, efect benefic pentru cresterea si dezvoltarea plantelor. Datele experimentale obtinute au condus la
elaborarea unui brevet de inventie al carui rezumat a fost publicat in BO din luna noiembrie 2009 si la elaborarea a trei lucrari stiintifice, prezentate la conferinte
stiintifice si publicate in reviste de specialitate.
Brevete elaborate si lucrari stiintifice prezentate la manifestari stiintifice
- E. David, I. Stefanescu, A. Armeanu, "Proces tehnologic de producere si fertilizator pentru sol obtinut prin captarea dioxidului de carbon si amoniacului in carbune
preparat din biomasa", A00517/06.07.2009, prezentat la INVENTIKA, 28-31 octombrie 2009, Bucuresti, Romania - medalie de aur. De asemenea, a mai fost prezentat la a 58-a
editie a Concursului International Bruxelles - EUREKA dedicat inventicii, organizat in cadrul Salonului INNOVA, care a avut loc in perioada 19-21 noiembrie 2009
la Bruxelles, Belgia - medalie de aur si premiul special din partea Fundatiei de Sustinere Elitei din Iran (Foundation of Support of Iran Ellites)


- E. David, S. Preda, C. Sandru, "The use of NH4HCO3-carbon complex as soil fertilizer", prezentata la a 15-a editie a conferintei Progress of
Cryogenics and Isotopes Separation, 28-30 octombrie 2009, Calimanesti-Caciulata, Romania;
- E, David, I. Stefanescu, A. Armeanu, "Economical CO2 Capture from Fossil Flue Utilization" prezentata la 4th International Conference on Energy
and Environment - CIEM 2009, 12-14 noiembrie 2009, Bucuresti, Romania.
Lucrari publicate
- E. David, S. Preda, C. Ducu, "Obtaining and chemical activation of biomass chars to increase their capacity for CO2 capture", publicata in Progress and
Isotopes Separation, Rm. Valcea, Romania, cotatie CNCSIS 619, no. 23+24, 2009, pp. 20-32;
- E. David, I. Stefanescu, A. Armeanu, "Economical CO2 Capture from Fossil Flue Utilization", publicata in U. P. B. SCI. Bull. Series (2009), ISSN 1454-23.
Etapa V Experimentarea solutiei propuse privind producerea de hidrogen si obtinerea de fertilizatori pentru sol si utilizarea acestora pentru producerea de energie,
cresterea productiei agricole si reliefarea aspectelor benefice pentru mediu
-
determinarea caracteristicilor structurale ale compusului NH4HCO3-carbune imbunatatit cu nutrienti;
-
fundamentarea strategiei de utilizare a compusului NH4HCO3- carbune in agricultura, determinarea proprietatilor de fertilizator si posibilitati de crestere a continutului de nutrienti din sol prin utilizare;
-
experimentarea solutiei de prelucrare termochimica a biomasei si rezidiilor agricole si a obtinerii de hidrogen si produsi solizi de calitate ridicata si utilizarea lor ca material suport pentru obtinerea de fertilizatori pentru sol;
-
experimentarea solutiei de transformare a produsilor si subprodusilor rezultati din procesarea biomasei si a rezidiilor agricole in fertilizatori valorosi in principal NH4HCO3-carbune;
-
experimentarea solutiei de valorificare a fertilizatorilor la cresterea cantitatii de nutrienti din sol, la imbunatatirea conditiilor de crestere si dezvoltare a plantelor si de sporire a productiei agricole;
-
experimentarea solutiei proiectului pe un sistem integrat de obtinere de hidrogen si fertilizatori pentru sol pornind de la materiale agricole (biomasa, rezidii), gaze rezidualecu continut ridicat in CO2 si compusi cu azot provenit din ferme agricole sau procese industriale;
-
elaborarea de publicatii specifice pentru diseminarea rezultatelorproiectului. Participare la manifestari tehnico-stiintifice din domenii specifice proiectului (simpozioane, conferinte, congrese nationale/internationale).
In etapa V/2010 a proiectului s-au realizat activitati care au permis experimentarea solutiei de prelucrare termochimica a biomasei agricole in vederea obtinerii de hidrogen si produsi solizi de calitate superioara pentru utilizarea lor ca material suport in procesul de
obtinere a compusului NH4HCO3precum si experimentarea solutiei de transformare a produsilor si subprodusilor rezultati din procesarea biomasei si a rezidiilor agricole in fertilizatori eficientiprecum NH4HCO3. S-au determinat caracteristicile
structurale ale compusului NH4HCO3-carbune imbunatatit cu nutrienti si s-a realizat fundamentarea strategiei de utilizare a combusului NH4HCO3-carbune in agricultura ca fertilizator si amendament pentru sol. De asemenea, s-a experimentat solutia
de valorificare a fertilizatorilor obtinuti la cresterea cantitatii de nutrienti din sol, la imbunatatirea conditiilor de crestere si dezvoltare a plantelor si de sporire a productiei agricole. In final, s-a realizat experimentarea solutiei proiectului pe un sistem integrat de obtinere de
hidrogen si fertilizatori pentru sol pornind de la materiale agricole (biomasa, rezidii), gaze reziduale cu continut ridicat in CO2 si compusi cu azot (NH3) si s-au realizat calcule chimice de productie pentru un sistem integrat independent. Datele experimentale obtinute
au condus la elaborarea unui brevet de inventie A 00430/13.05.2010 al carui rezumat a fost publicat in BO nr. 9/2010, p. 18 si la elaborarea a trei lucrari stiintifice, prezentate la conferinte stiintifice nationale si internationale si publicate in reviste de specialitate.
Brevete elaborate si inregistrate la OSIM
-
E. David, I. Stefanescu, "Material compozit continand paladiu pentru sorbtia selectiva a hidrogenului si metode de producere ale acestuia, cerere A 00430/13.05.2010, publicat in BO/09/2010, p.18.
Brevete prezentate la manifestari stiintifice
-
E. David, I. Stefanescu, A. Armeanu, "Proces tehnologic de producere si fertilizator pentru sol obtinut prin captarea dioxidului de carbon si amoniacului in carbune preparat din biomasa", cerere A 00517/06.07.2009, publicat in BO nr. 11/2009. p.16.
-
al 38-lea Salon International al Inventiilor, Tehnicilor si Produselor Noi Geneva, Elvetia, 21-25 aprilie 2010;

-
PRIX DE L'OSIM - AGENCE D"ETAT POUR LES INVENTIONS ET LES MARQUES - ROUMANIE

-
PRIX DE L'AGEPI - AGENCE D'ETAT DE LA PROTECTION DE LA PROPRIETE INTELLECTUELLE DE MOLDAVIE

-
Salonul International Idei-Inventii-Noi Produse - iENA 2010, Nurenberg, Germania, 28-21 octombrie 2010

-
Premiul special din partea Taiwanului

-
E. David, I. Stefanescu, "Material compozit continand paladiu pentru sorbtia selectiva a hidrogenului si metode de producere ale acestuia", cerere de inregistrare A 00430/13.05.2010, publicat in MO/09.2010, p.18;
-
Salonul INVENTIKA Bucuresti, Romania, 6-9 oct 2010 - Medalie de aur;
-
A 59-a editie a Salonului International EUREKA-INNOVA, 18-20 noiembrie 2010, Bruxelles, Belgia, medalie de aur

-
Premiul special din partea Poloniei

Lucrari stiintifice prezentate la manifestari stiintifice
-
E. David, I. Stefanescu, "Development of selective sorbents for hydrogen recovery", prezentata la a X-a International Conference on Nanostructured Materials - NANO2010, sectiunea "Nanostructured materials for energy applications",
13-17 sept. 2010, Roma, Italia;
-
E. David, J. Kopac, "Development of palladium/ceramic membranes for hydrogen separation", prezentata la al 3-lea International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italia, 8-11 noiembrie 2010;
-
E. David, S. Preda, C. Ducu, "Fuel gaz by biomass wastes gasification in a free-fall reactor", Conferinta Progrese in Criogenie si Separari Izotopice, Calimanesti-Caciulata, Romania, 13-15 octombrie 2010.
Lucrari publicate
-
E. David, I. Stefanescu, "Development of selective sorbents for hydrogen recovery", in Proceedings a X-a International Conference on Nanostructured Materials - NANO2010, vol. Nanostructured materials for energy applications,
13-17 septembrie 2010, Roma, Italia;
-
E. David, S. Preda, C. Ducu, "Fuel gas by biomass wastes gasification in a free-fall reactor", in Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Rm. Valcea, Romania, cotatie CNCSIS 619, volume 13, issue1/2010, pp.95-111;
-
E. David, J.Kopac, "Development of palladium/ceramic membranes for hydrogen separation", Proceedings Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italia, 8-11 noiembrie 2010, ISBN: 978-88-6265-008-3, pp. 310-322.
|