Titlul proiectului: “Tehnologii eco-inovative de recuperare a grupului de metale platinice din convertorii catalitici auto uzați”- ECOTECH-GMP

  • Contract: 76PCCDI/ 2018
  • Autoritatea contractanta: UEFISCDI
  • Contractor: Universitatea din Bucuresti
  • Valoare proiect: 5,090,100 lei

Catalizatorii auto sunt folosiți pentru a transforma gazele de eșapament (monoxid de carbon, oxizi de azot, hidrocarburi, etc.) in produși mai puțin toxici, cum ar fi: dioxid de carbon si azot. Grupul metalelor platinice (GMP) este componenta activă în catalizatorii auto, industria auto fiind astfel principalul consumator de GMP. Este necesară recuperarea-reciclarea de GMP pentru a putea susține creșterea continuă în piața auto din cauza resurselor limitate. Metodele tradiționale de reciclare utilizează temperaturi ridicate și agenți chimici agresivi (e.g. apă regală), ceea ce se traduce în consum mare energetic și poluarea mediului. Se impune astfel dezvoltarea de metode alternative de reciclare a GMP cu scăderea semnificativă a consumului energetic și cu impact redus asupra mediului înconjurător. Proiectul ECOTECH-GMP se bazează pe cunoștințele, aptitudinile și competențele instituțiilor de cercetare de top din România în domeniul științei materialelor, fizicii, chimiei și ingineriei materialelor pentru a crea know-how-ul pentru a dezvolta eco-tehnologiile necesare pentru reciclarea GPM cu zero emisii. În prezent nu există o astfel de tehnologie disponibilă în lume. Se propun patru proiecte componente pentru a rezolva problema reciclării ecologice a GPM într-un mod trans-disciplinar, folosind metode de electrochimie, chimie de coordonare, hidrodinamică și bioelectrochimie. Proiectele componente sunt interconectate și funcționează în sinergie pentru a furniza mai multe soluții la problema identificata. Potențialul acestui proiect este atractiv pentru orice companie: investiție inițială mică, consumul redus de energie și performanțe ridicate. Beneficiile pentru societate în ansamblu sunt semnificative: îmbunătățirea sănătății publice prin scăderea poluanților toxici (cloruri, nitrați, nitruri etc.) și crearea de noi locuri de muncă datorită potențialului acestei tehnologii de a genera o industrie.

 

Denumirea instituţiilor  participante in proiect Director/Responsabil proiect
Universitatea din Bucuresti Lector Dr. Serban Stamatin
Institutul De Chimie CS I Eugenia Fagadar-Cosma
Institutul de Chimie Macromoleculara “Petru Poni” CSI Maria Cazacu
Universitatea Politehnica din Bucuresti Prof. Dr. Adrian Ciocanea
Institutul De Biologie CSI Ioan Ardelean
INOE 2000 – Filiala Institutul de Cercetari pentru Hidraulica ssi Pneumatica Bucuresti RA CSI Ioan Lepadatu

 

Proiect component 1: “Modele experimentale/prototipuri: solubilizare combinatoriala electrochimica-fluide supercriticeultrasonica”

  1. Universitatea Bucuresti
  2. Institutul de Chimie Timisoara al Academiei Romane
  3. Institutul de Chimie Macromoleculara “Petru Poni”
  4. Universitatea Politehnica Din Bucuresti
  5. INOE 2000 – Filiala Institutul De Cercetari Pentru Hidraulica Si Pneumatica Bucuresti Ra

Obiectivul general- Dezvoltarea unui concept inovativ, nedăunător mediului, de reciclare a GMP din convertorii catalitici auto uzați având la bază solubilizarea electrochimică.

Rezultate Etapa 1:

Pr1-b

Pr1-a

Rezultate Etapa 2:

PC1

Proiect component 2: “Modele experimentale : Metode combinatoriale utilizand liganzi porfirinici si liganzi cu spatiatori siloxanici pentru recuperare GMP. Noi nanomateriale porfirino-platinice cu aplicatii in formularea de senzori”

  1. Institutul De Chimie Timisoara
  2. Institutul De Chimie Macromoleculara “Petru Poni”
  3. Universitatea Bucuresti
  4. Universitatea Politehnica Din Bucuresti

Obiectivul general-  Obținerea de structuri porfirinice și de liganzi cu schelet siloxanic pentru recuperarea platinei prin complexare.

Rezultate Etapa 1:Pr2-a

Rezultate Etapa 2:

  • noi materiale s-au dezvoltat bazate pe profirine platinice
  • materialele obținute au primit “second-life application” ca și electrocatalizatori pentru conversia electrochimică a energiei

PC2-2

PC2

 

Proiect component 3: “Modele experimentale/prototip pentru dezagregarea-extragerea grupului de materiale platinice (GMP) în câmpuri cavitaționale și gazodinamice super/hipersonice”

  1. Universitatea Politehnica Din Bucuresti
  2. Inoe 2000 – Filiala Institutul De Cercetari Pentru Hidraulica Si Pneumatica Bucuresti Ra
  3. Universitatea Bucuresti

Obiectivul general- Dezvoltarea unui model experimental/prototip, cuplat cu cele realizate în proiectele asociate, care să permită recuperarea-regenerarea GMP din convertorii catalitici auto uzați abordând un concept nou cu prezervarea structurilor cordieritice și reutilizarea lor – soluție inovativă: extragere a GMP din stratul monolitic/pulbere prin cavitație ultrasonică/hidrodinamică.

Rezultate etapa 1:

Pr3-a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rezultate etapa 2:

  • s-a dezvoltat un nou stand experimental pentru dezvoltarea unor presiuni de până la 60 MPa
  • s-a dezvoltat o nouă metodă de cavitație hidrodinamică asistată chimic pentru dezintegrarea pulberii cu separare ionică

PC3

Proiect component 4 “Biohidrometalurgie-Dezvoltarea unei tehnologii de recuperare a platinei bazate exclusiv pe utilizarea diferitelor tipuri de microorganisme”

  1.  Institutul De Biologie Bucuresti
  2. Universitatea Politehnica Din Bucuresti
  3. Universitatea Bucuresti
  4. INOE 2000 – Filiala Institutul De Cercetari Pentru Hidraulica Si Pneumatica Bucuresti Ra

Obiectivul general- Dezvoltarea unei metodologii de selectie tipuri de microorganisme active pentru recuperare a platinei si /sau alte materiale platinice; Dezvoltarea unui bioreactor prototip pe baza de pile de biocombustie-microorganisme selectate pentru recuperarea de GMP.

Rezultate etapa 1

Pr4-a

Rezultate etapa 2:

  • s-au stabilit două metode inovative bio-fizico-chimice de biosolubilizare selectivă a metalelor platinice din catalizatorii auto cu randamente de până la 50% fără a consuma energie sau polua mediu
  • s-a dezvoltat un protocol de lucru pentru masurarea potentialui de oxidare/reducere cu rezultate reproductibile în +/- 5%
  • s-a initiat o baza de bio-potențiale nationala a potentialelor de oxidare/reducere a mai mult de 10 tipuri de microorganisme

PC4-2

Oferta de servicii de cercetare si tehnologice

Două noi oferte de servicii au fost adăugate de ICT pe platforma ERRIS:

• “Preparation of platinum colloidal solutions and of their hybrid materials with porphyrin derivatives (porphyrin base and metalloporphyrins) with the purpose to widen or increase their absorption properties. (New service resulted from ECOTECH-GMP FET Project, PCCDI 76/2018)”

• “Consultancy (scientifical and technical) and identification of novel potential optical sensors for recognition or detection of several analytes (most of them with medical relevance) by using Platinummetalloporphyrins or their hybrid materials. (New service resulted from ECOTECH-GMP FET Project, PCCDI 76/2018)”

BREVET:

  1. Nanostructuri fotocatalitice pe baza de dioxid de titan cu aplicatii in decontaminarea mediului si procedee de obtinere a acestora, I. Stamatin et al., Cerere brevet OSIM nr A/00670/ 23/10/2019

PUBICATII ISI:

  1. X-Ray structure elucidation of a Pt-metalloporphyrin and its application for obtaining sensitive AuNPs-plasmonic hybrids capable to detect triiodide anions, Fagadar-Cosma E., Lascu A., Shova S., Zaltariov M.-F., Birdeanu M., Croitor L., Balan A., Anghel D., Stamatin S., J. Mol. Sci. (MDPI), 2019, 20, 710; doi:10.3390/ijms20030710, IMPACTFACTOR = 4.183
  2. Optical detection of bromide ions using Pt(II)-5,10,15,20-tetra-(4-methoxy-phenyl)-porphyrin, Lascu A., Plesu N., Anghel D., Birdeanu M., Vlascici D., Fagadar-Cosma E., Chemosensors(MDPI) 2019, 7, 21; doi:10.3390/chemosensors7020021, CITESCORE =2.77 (SCOPUS)
  3. Three reactions, one catalyst: a multi-purpose Platinum(IV) complex and its silica-supported homologue for environmentally friendly processes, C. Racles, M.-F. Zaltariov, M. Damoc, Ana-Maria Iurascu, Mihail Iacob – Applied Organometallic Chemistry – accepted
  4. Vasile, E., Ciocanea, A., Ionescu, V., Lepădatu, I., 2019, Hhydrodynamic cavitation processing of spent scr catalyst for recovery of titanium and tungsten oxides, Ultrasonics Sonochemistry, ISSN: 1350-4177, Submitted 05. 2019, (IF 7,729);

Participari la Conferinte

  1. Epuran C., Anghel D., Lascu A., Fratilescu I., Fagadar-Cosma E., Optical Detection of Rhodamine B by Pt(II) Tetra-(4-Allyloxy-Phenyl)-Porphyrin, Proceedings of the 25th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged, Hungary, pp 129-132, ISBN 978-963-306-702-4
  2. Fratilescu I., Anghel D., Lascu A., Epuran C., Fagadar-Cosma E., Platinum-Porphyrin Involved in the UV-Vis Spectrophotometric detection of Rhodamine B and Oxygen Peroxide, Proceedings of the 25th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged, Hungary, pp 133-136, ISBN 978-963-306-702-4
  3. Lascu A., Recovery of Platinum from Leaching Solutions by Interaction with Porphyrins, Proceedings of the 25th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged, Hungary, pp 18-22, ISBN 978-963-306-702-4
  4. Anghel D., Lascu A., Fratilescu I., Epuran C., Fagadar-Cosma E., Zn-Metalloporphyrins Containing Pyridyl Groups and Their Comparative Capacity to Coordinate Hexachloroplatinic Acid, Proceedings of the 25th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged, Hungary, pp 100-103, ISBN 978-963-306-702-4
  5. Plesu N., Tara-Lunga Mihali M., Fagadar-Cosma E., A Comparative Study Between Corrosion Protection of Different Substituted Pt-Metalloporphyrins, Proceedings of the 25th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged, Hungary, p 224, ISBN 978-963-306-702-4
  6. Structural and Cytotoxic Evaluation of Platinum(IV) Complexes with Biological Active Ligands, Mirela-Fernanda Zaltariov, Mihaela Avadanei, Dragos Peptanariu, Proceeding of The 7th IEEE International Conference on E-Health and Bioengineering – EHB 2019, Grigore T. Popa University of Medicine and Pharmacy, Iasi, Romania, November 21-23, 2019.
  7. IACOB Matei-Tom, GHINEA Adrian, MOISESCU Cristina, BĂLAN Adriana, STAMATIN Șerban, ARDELEAN I. Ioan THE EVALUATION OF BACTERIAL CULTURES REDOX POTENTIAL  IN MICROBIAL FUEL CELLS WITH DIFERENT CONFIGURATIONS 2019 , THE SCIENTIFIC INTERNATIONAL CONFERENCE The Museum and Scientific Research The 26th Edition-2019 poster , p.112
  8. MOISESCU Cristina, GHINEA Adrian, IACOB Matei-Tom, BĂLAN Adriana, STAMATIN Șerban, ARDELEAN I. Ioan PALLADIUM NANOPARTICLE SYNTHESIS BY Shewanella oneidensis MR-1 2019 THE SCIENTIFIC INTERNATIONAL CONFERENCE The Museum and Scientific Research, The 26th Edition-2019 poster , p.111
  9. Ciocănea, A., Sauciuc, R., Lepădatu, I., Budea, S., Șefu, Ș.M., Simionescu, Ș.M., 2019, Method and demonstrating installation for recovery of titanium and tungsten oxides from spent SCR catalyst part I – scaling of hydrodynamic cavitation method, Proceedings of International Conference on Hydraulics and Pneumatics HERVEX, November 2019, pag. 243–248, ISSN 1454-8003, (BDI);
  10. Anghel D., Lascu A., Tetra amino-substituted porphyrins in their interaction with hexachloroplatinic acidfor platinum recovery, New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems,technique and environmental protection” 12th Edition, June 06-07, 2019, electronic volume, p. 92
  11. Fratilescu I., Anghel D., Lascu A., Water soluble porphyrins used as recovery agents of platinum from leaching solutions, New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems,technique and environmental protection” 12th Edition, June 06-07, 2019, electronic volume, p. 84
  12. Fratilescu I., Anghel D., Lascu A., Fagadar-Cosma E., Water soluble porphyrin derivatives used in platinum recovery, EmergeMAT 2nd international conference on emerging technologies in materials engineering, November 6-8, 2019
  13. Salen-Type Ligands Derived from a Highly Flexible Organic-Inorganic Diamine and Their Metal Complexes (Madalin Damoc, Alexandru Stoica, Mihaela Dascalu, Ana-Maria Macsim, Maria Cazacu); 21st Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, September 4-7, 2019, Constanta – Mamaia, ROMANIA.
  14. Tetranuclear Complex of 3-Formylsalicylic Acid Schiff Base Carrying Silanol Tails (Alexandru-Constantin Stoica, Madalin Damoc, Mihaela Dascalu, Maria Cazacu); 21st Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, September 4-7, 2019, Constanta – Mamaia, ROMANIA.
  15. Baze schiff de tip salen ale 1,3-bis(3-aminopropil)- tetrametildisiloxanului și complecși metalici ai acestora (Mădălin Dămoc, Alexandru Stoica, Mihaela Dascălu, Ana-Maria Iurașcu, Maria Cazacu); A XXVII-a Sesiune de Comunicări Științifice a Institutului de Chimie Macromoleculară „Petru Poni” Iași Progrese în știința compușilor organici și macromoleculari 2-4 Octombrie, 2019.
  16. Liganzi și complecși metalici pe bază de 1,3-bis(2- amino-etil-amino-metil)-tetrametildisiloxan (Alexandru-Constantin Stoica, Mădălin Dămoc, Mihaela Dascălu, Maria Cazacu); A XXVII-a Sesiune de Comunicări Științifice a Institutului de Chimie Macromoleculară „Petru Poni” Iași Progrese în știința compușilor organici și macromoleculari 2-4 Octombrie, 2019.
  17. Attempts to Recover the Platinum Group Metals from Spent Automotive Catalytic Converters by Physical Methods (Mădălin Dămoc, Alexandru Stoica, Maria Cazacu); 21st Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, September 4-7, 2019, Constanta – Mamaia, ROMANIA.
  18. Complex de pt(iv) cu acțiune catalitică multiplă (Carmen Racleș, Mirela-Fernanda Zaltariov, Mădălin Dămoc, Ana-Maria Macsim); ); A XXVII-a Sesiune de Comunicări Științifice a Institutului de Chimie Macromoleculară „Petru Poni” Iași Progrese în știința compușilor organici și macromoleculari 2-4 Octombrie, 2019.
  19. Ciocănea, A., Sauciuc, R., Lepădatu, I., Budea, S., Șefu, Ș.M., Simionescu, Ș.M., 2019, Method and demonstrating installation for recovery of titanium and tungsten oxides from spent SCR catalyst part I – scaling of hydrodynamic cavitation method,             Proceedings of International Conference on Hydraulics and Pneumatics HERVEX         November 2019, pag. 243–248, ISSN 1454-8003, (BDI);
  20. The role of pH in electrochemical dissolution of platinum in chloride containing electrolytes Cornelia DIAC, Florentina I. MAXIM, Elena I. CUCOLEA, Catalin CEAUS, Valeriu FILIP, Serban N. STAMATIN,  Conference: Bucharest University Faculty of Physics 2019 Meeting
    Section: Physics and Technology of Renewable and Alternative Energy Sources
  21. pH-anion interplay in the electrochemical dissolution of platinum, Cornelia Diac, Cătălin Ceauș, Elena Iulia Cucolea, Valeriu Filip, ȘerbanStamatin, 7th Regional Symposium on Electrochemistryfor South – East Europe,  organized by the Association of South – East European Electrochemists, May 27-30, 2019, Split,  Croatia.
  22. Measuring kinetic parameters for oxygen reduction reaction with a rotating disk electrode, Florentina I. MAXIM, Cornelia DIAC, Serban N. STAMATIN, Conference: Bucharest University Faculty of Physics 2019 Meeting Section: Physics and Technology of Renewable and Alternative Energy Sources

Conferinte in plen la Conferinte internationale:

  1. Conferinta: Porphyrin-based hybrid materials. Searching for the best partner to improve optoelectronic properties, Autori: Fagadar-Cosma E., Eveniment: International Conference on Materials and Applications for Sensors and Transducers – September 2-6, 2019, Bratislava, Slovakia

Conferinte in plen la manifestari nationale:

  1. Improving the sensing applications:porphyrin derivatives alone or accompanied by a well chosen partner in hybrid based materials? Autori: Fagadar-Cosma E.,  Conferinta plenara, Eveniment: Simpozionul cu participare internațională – Noi tendințe și strategii în chimia materialelor avansate, cu relevanță în sisteme biologice, tehnică și protecția mediului, 06 – 07 iunie 2019, pag. 14 in volum electronic

 Diseminare public neprofesionist (Noaptea cercetatorilor europeni)

  1. Diploma de participare Institutului de Chimie „Coriolan Dragulescu” din partea NOKIA, Expunerea posterului cu titlul: Water soluble porphyrins used as recovery agents of platinum from leaching solutions, Autorii posterului: Fratilescu I., Anghel D., Lascu A., Eveniment: Editia a XIV-a a evenimentului Noaptea Cercetatorilor Europeni, finantat de catre Comisia Europeana prin actiunile Marie Sklodowska-Curie, 27 septembrie 2019