Εκπαιδευτικοί Στόχοι Πράσινη Χημεία και Καθαρές Τεχνολογίες Κατανόηση, εμπέδωση και ικανότητα εφαρμογής της γνώσης και των τεχνικών που είναι απαραίτητες: Για την εξοικείωση στην φιλοσοφία και τα εργαλεία της Πράσινης Χημείας. Στην κατάλυση στην Πράσινη Χημεία Στην σημασία και το ρόλο των «πράσινων» διαλυτών ως εναλλακτικά μέσα για χημικές αντιδράσεις και διεργασίες. Στον έλεγχο και μέτρηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις χημικές βιομηχανικές διεργασίες και την αντιμετώπιση της ρύπανσης στην πηγή της. Στη χημεία ανανεώσιμων πόρων για την παραγωγή χημικών και ενέργειας. Στην παραγωγή ενέργειας και την εξοικονόμηση ενέργειας στις χημικές διεργασίες με την Πράσινη Χημική Τεχνολογία. Απόκτηση ευελιξίας στον συνδυασμό διαφόρων τεχνικών της Πράσινης Χημείας για τον σχεδιασμό προϊόντων και διεργασιών που μειώνουν ή εξαλείφουν επικίνδυνες και τοξικές χημικές ενώσεις για το άνθρωπο και το περιβάλλον («πράσινα» προϊόντα). Προσαρμοστικότητα στο συνεχώς εξελισσόμενο πεδίο της Πράσινης Χημείας και της Πράσινης Χημικής Τεχνολογίας με έμφαση στον σχεδιασμό διεργασιών και παραγωγή προϊόντων που έχουν ουσιαστική συμβολή στην Βιώσιμη Ανάπτυξη. Απόκτηση γενικών δεξιοτήτων, όπως ανάκτηση πληροφοριών από το διαδίκτυο σε βάσεις δεδομένων και την πρωτογενή βιβλιογραφία, ικανότητα για συμμετοχική ερευνητική εργασία, ικανότητα προφορικής και γραπτής παρουσίασης ερευνητικών αποτελεσμάτων Πρόγραμμα Σπουδών Α ΕΞΑΜΗΝΟ ECTS-Π.Μ. Πράσινη Χημεία και Κατάλυση στην Πράσινη Χημεία 10 Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις Χημικών Διεργασιών και Εναλλακτικοί Διαλύτες Βιβλιογραφική επισκόπηση και Ερευνητική Μεθοδολογία 10 Β ΕΞΑΜΗΝΟ 10 ECTS-Π.Μ. Ανανεώσιμες Πρώτες Ύλες για την Παραγωγή Χημικών και Ενέργειας 10 Ενεργειακή Αποδοτικότητα, Νέες Τεχνολογίες και Βιομηχανική Οικολογία Έναρξης ερευνητικής δραστηριότητας Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας Γ ΕΞΑΜΗΝΟ 10 10 ECTS-Π.Μ. Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία (ολοκλήρωση της ερευνητικής δραστηριότητας). Συγγραφή και Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας 30 Μαθήματα ειδίκευσης Πράσινη Χημεία και Κατάλυση στην Πράσινη Χημεία Εισαγωγή στην Πράσινη Χημεία Το κόστος των αποβλήτων και οι αλλαγές στην χημική βιομηχανία. Ορισμός, φιλοσοφία και εργαλεία της Πράσινης Χημείας. Αναλυτική παρουσίαση των 12 Αρχών της Πράσινης Χημείας και της Πράσινης Χημικής Μηχανικής., Μετρίσιμες παράμετροι στην Πράσινη Χημεία. Καθαρές τεχνολογίες που προσφέρει η Πράσινη Χημεία.
Σχεδιασμός προϊόντων και διεργασιών για Βιώσιμη ανάπτυξη, νομοθεσία. Αξιολόγηση Κύκλου Ζωής (LCA), Μέτρηση του πόσο «Πράσινη» είναι μια Διεργασία ή Προϊόν. Κατάλυση στην Πράσινη Χημεία Εισαγωγή. Ετερογενής όξινη κατάλυση στη Βιομηχανία. Δομημένα Μεσοπορώδη Υλικά ως Πράσινοι Καταλύτες. Βιοκαταλύτες. Η περίπτωση βιομηχανικών πράσινων καταλυτών EnvirocatsTM. Συμπεράσματα και προοπτικές. Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις Χημικών Χημικών Διεργασιών και Εναλλακτικοί Διαλύτες Έλεγχος Περιβαλλοντικών Eπιπτώσεων Χημικών Διεργασιών και Προϊόντων Ρύποι και διεργασίες που απαιτούν άμεσες λύσεις μέσω της πράσινης χημείας (ρύπανση και μείωση των φυσικών πόρων). Νομοθεσία για την κυκλοφορία νέων χημικών (screening, toxicity tests). Περιβαλλοντική διαχείριση συστημάτων, περιβαλλοντικές μελέτες, ανάλυση κινδύνου, νομοθεσία, έλεγχος και παρακολούθηση αποβλήτων. Τεχνικές ελαχιστοποίησης αποβλήτων. Ανακύκλωση, επαναχρησιμοποίηση, ανάκτηση. Οικοτοξικολογία. Διαχείριση υγρών και στερεών αποβλήτων Διαχείριση Υγρών Αποβλήτων. Ρυθμοί παραγωγής αστικών λυμάτων - μέτρηση παροχής. Ποιοτικά χαρακτηριστικά των αστικών λυμάτων. Προεπεξεργασία. Πρωτoβάθμια καθίζηση. Δευτερoβάθμια επεξεργασία. Προχωρημένη (τριτoβάθμια) επεξεργασία. Επεξεργασία λάσπης. Απολύμανση. Διαχείριση Στερεών Αποβλήτων. Εισαγωγικές έννοιες και νομοθετικό πλαίσιο. Ποιοτικά χαρακτηριστικά και ρυθμοί παραγωγής των αστικών στερεών απoβλήτων. Συλλογή και μεταφορά των αστικών στερεών απoβλήτων. Ανακύκλωση απoβλήτων Διαλογή στην πηγή. Μηχανικός διαχωρισμός. Θερμικές μέθοδοι επεξεργασίας απoβλήτων. Βιολογικές μέθοδοι επεξεργασίας απoβλήτων. Χώροι Υγειονομικής Ταφής απoβλήτων. Εναλλακτικοί διαλύτες στις χημικές αντιδράσεις και διεργασίες Ιοντικά υγρά. Νερό και υπερκρίσιμοι διαλύτες. Βιβλιογραφική Επισκόπηση και Ερευνητική Μεθοδολογία Ανανεώσιμες πρώτες ύλες για την παραγωγή χημικών και ενέργειας Βιομάζα Βιοδιύλιση Αναγκαιότητα και πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα ανανεώσιμων πρώτων έναντι μηανανεώσιμων πρώτων υλών, Βιομάζα (προέλευση, ιδιότητες, χημική σύσταση, οικονομικοί παράγοντες). Βιοδιύλιση [η έννοια της βιοδιύλισης, είδη βιοδιύλισης (τύποι Ι, ΙΙ και ΙΙΙ), τεχνολογίες βιοδιύλησης (φυσικές, χημικές, καταλυτικές, θερμικές, βιοτεχνολογικές), προϊόντα βιοδιυλιστηρίων τύπου Ι, ΙΙ, ΙΙΙ, βιοδιυλιστήρια σήμερα και μελλοντικά]. Βιοτεχνολογικές μέθοδοι παραγωγής βιοκαυσίμων Αναερόβια χώνευση και βιοαέριο, Βιοαιθανόλη,
Βιοϋδρογόνο, Βιοντήζελ, Ενεργειακές καλλιέργειες, Αξιοποίηση αποβλήτων. Αεριοποίηση της βιομάζας Διεργασία, παραγωγή αερίου σύνθεσης και υδρογόνου, Fischer-Tropsch ντήζελ, Μεθανόλη. Πυρόλυση βιομάζας Διεργασίες πυρόλυσης, Παραγωγή βιοελαίου, Παραγωγή καυσίμων και χημικών. Πλατφόρμες χημικών ενώσεων από βιομάζα Ι Γλυκερίνη: Εφαρμογές στα καύσιμα και καταλυτικές μετατροπές (αφυδάτωση, ολιγομερισμός, αντίδραση με αλκένια, ηλετροχημική οξείδωση, καταλυτική οξείδωση σε αέρια φάση, εκλεκτική οξείδωση με μοριακό υδρογόνο, ετερογενής καταλυτική υδρογόνωση, αναμόρφωση και παραγωγή υδρογόνου). Πλατφόρμες χημικών ενώσεων από βιομάζα ΙΙ Τερπένια.: καταλυτικές μετατροπές σε π-κουμένιο και π-κρεζόλη, Υδατάνθρακες: καταλυτικές μεταροπές α) γλυκόζη σε αραβιτόλη, sorbitol, gluconic acid, β) λακτόζη σε 2-ketolactobionate. Γαλακτικό οξύ: μετατροπή σε πολυλακτίδια (PLA). Λεβουλινικό οξύ: μετατροπή σε πυρολιδόνες (εφαρμογές ως διαλύτες, απορρυπαντικά, μονομερή). Φουράνια: καταλυτικές διεργσίες για την παραγωγή παραγώγων φουρανίου από υδατάνθρακες, καταλυτικές διεργασίες μετατροπής των παραγώγων του φουρανίου σε χημικά και πολυμερή. Ενεργειακή αποδοτικότητα, νέες τεχνολογίες και Βιομηχανική Οικολογία Ενέργεια και καθαρή τεχνολογία Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Πλεονεκτήματα μειονεκτήματα έναντι ορυκτών καυσίμων και πυρηνικής ενέργειας και η αναγκαιότητα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, Παραγωγή υδρογόνου. Κελιά καυσίμου Στερεοί και υγροί ηλεκτρολύτες. Η θερμοδυναμική των κελιών καυσίμου. Η κινητική των κελιών καυσίμου και τα είδη της υπέρτασης. Κελιά καυσίμου υψηλής θερμοκρασίας στερεού ηλεκτρολύτη (SOFC). Κελιά καυσίμου πολυμερικής μεμβράνης (PEM). Άλλοι τύποι κελιών καυσίμου και νέες τεχνικές προσεγγίσεις. Φωτοκατάλυση Εισαγωγή. Ηλεκτρονικές και οπτικές ιδιότητες ημιαγωγών. Αρχές της ετερογενούς φωτοκατάλυσης. φωτοκαταλύτες, φωτοαντιδραστήρες, εφαρμογές σε ενεργειακές και περιβαλλοντικές διεργασίες. Βιομηχανική οικολογία Μ.Δ.Ε. (ολοκλήρωση της ερευνητικής δραστηριότητας). Συγγραφή και Παρουσίαση Δ.Ε.
Ακαδημαϊκό Προσωπικό Η Ειδίκευση θα στηριχθεί από τα μέλη ΔΕΠ του Τμήματος Χημείας και του Τμήματος Χημικών Μηχανικών Πανεπιστημίου Πατρών: Κ. Πούλος, Α. Λυκουργιώτης, Χ. Κορδούλης, Ι. Καλλίτσης, Δ. Βύνιος, Χ. Ματραλής, Χ. Παπαδοπούλου, Γ, Μπόκιας, Κ. Αθανασόπουλος, Χ.Καραπαναγιώτη, Ξ. Βερύκιος, Κ. Βαγενάς, Σ. Μπογοσιάν, Δ. Ματαράς, Δ. Κονταρίδης, Μ. Κορνάρος, Ι. Κούκος.
General Description: GREEN CHEMISTRY AND CLEEN TECHNOLOGIES The program aims are the education and training of graduates in the philosophy and the tools of Green Chemistry and their application in the design of environmentally friendly products and processes, using clean technologies, for sustainability. Study Program First Semester Green Chemistry and Catalysis in Green Chemistry The environmental impact of chemical processes and alternative solvents Literature Review and Research Methodology Total: Second Semester Chemicals and Energy from Renewable Feedstock s Energy Efficiency, New Technologies and Industrial Ecology Launch of Research Activities for MSc Thesis Total: Third Semester MSc Thesis: Completion of the research project Writing and Defense of the Thesis Total: Courses Green Chemistry and Catalysis in Green Chemistry The cost of wastes and the changes in chemical industry. Green Chemistry: Definition, philosophy and tools. The 12 Principles of Green Chemistry. Green Chemistry metrics. Clean technologies that green chemistry offers. Design of products and processes for sustainability, legislation. Life Cycle Assessment. Measurement of the greenness of processes and of products. Catalysis in Green Chemistry. Introduction to the catalysis in green chemistry. Heterogeneous acidic catalysis in industry. Structured mesoporous materials as green catalysts. Biocatalysts. EnvirirocatsTM, the case of industrial green catalysts. The environmental impact of chemical processes and alternative solvents Pollutants and processes for immediate solutions through green chemistry. Legislation for new chemicals. Environmental management of several systems. Control and following of wastes. Techniques for minimization of wastes. Recycling, reuse and recovery for wastes. Ecotoxicology.
Management of liquid wastes. Management of solid wastes. Methods of thermal treatment of wastes. Biological methods for treatment of wastes. Alternative solvents for chemical reactions and processes (ionic liquids, water and supercritical fluids). Literature Review and Research Methodology Chemicals and Energy from Renewable Feedstock s Renewables: Advantages and disadvantages. Biomass: Properties, chemical composition, financial factors. Biorefinery: technologies and biorefineries of phase I, II and III. Biotechnological methods for the production of biofuels. Gasification of biomass. Pyrolysi of biomass Platforms of chemicals from biomass and their applications. Energy Efficiency, New Technologies and Industrial Ecology Energy and clean technologies; renewable resources, production of hydrogen. Fuel cells. Photocatalysis. Industrial ecology. Launch of Research Activities for MSc Thesis Faculty members The MSc program is supported by the following members of to Department of Chemistry and the Department of Chemical Engineering of the University of Patras: C. Poulos, A. Lykourgiotis, C. Kordulis, D. Vynios, C. Matralis, C. Papadopoulou, G. Bokias, K Athanasopoulos, X. Verykios, K. Vagenas, D. Mataras, D. Kondaridis, M. Kornaros, I. Koukos, S. Boghosian.