Metanolo da anidride carbonica
Una soluzione promettente per il riscaldamento globale potrebbe essere quella di utilizzare la CO2 estratta dall’aria, o di ridurre direttamente la sua emissione, utilizzando la CO2 come ingrediente per la chimica industriale. Tuttavia, alcuni reagenti usati in tali processi possono liberare ancora più CO2 di quella che sarebbe incorporata nel prodotto finale. Il progetto ECO2CO2 (Eco-friendly biorefinery fine chemicals from CO2 photo-catalytic reduction), finanziato dall’UE, ha mirato alla conversione della CO2 per la sintesi del metanolo. La chiave era un reattore fotoelettrochimico, progettato per utilizzare acqua e luce solare per ottenere un’efficienza di conversione del 6 %. L’applicazione è avvenuta su prodotti chimici raffinati, come quelli utilizzati in profumi, aromi e adesivi. Il progetto è partito dalla selezione di vari prodotti chimici raffinati target in base alle esigenze dei partner. Dato che il concetto si è evoluto nel corso del progetto, i partner hanno modificato l’accordo di sovvenzione. Il team ha poi studiato due percorsi per la produzione di metanolo: (1) sintesi diretta del metanolo e (2) sintesi indiretta sviluppando l’elettrocatalisi per la CO2 e la riduzione di H2O in CO e H2 (syngas), che può essere convertito in metanolo mediante i processi tradizionali. I ricercatori hanno protetto i reattori catalitici per la produzione competitiva di preziosi prodotti chimici raffinati utilizzando metanolo come reagente (cioè metil 2-furoato, resine da lignina) e hanno progettato sistemi del reattore diversi. Il più piccolo ha prodotto rispettivamente 1-10 grammi per ora (g/h), mentre il più grande ha prodotto 10-100 g/h di metil 2-furoato e componenti adesivi (ovvero sostituti parziali del fenolo). La fase ha ottenuto il 15 % del target originale di produttività. In seguito, il team ha pretrattato, condizionato e caratterizzato campioni di lignina. I ricercatori hanno condotto lavaggi acidi per ridurre il contenuto di carboidrati della lignina. Hanno anche studiato vari metodi di recupero dei prodotti di degradazione della lignina. I componenti principali sono stati selezionati per ulteriori esperimenti. Il più alto tasso di conversione raggiunto per la metilazione della lignina è stato del 43 %. Il risultato suggerisce che il processo può essere ridimensionato fino a raggiungere 100 g/h. I dati di modellazione hanno inoltre indicato una direzione promettente per ulteriori studi. Il miglior risultato ottenuto finora è stato il 4,8 % di luce solare all’efficienza di conversione del syngas (con un rapporto CO/H2 abbastanza stabile di circa 3). Le tecniche di sintesi di ECO2CO2 si sono rivelate adatte alla produzione di massa. I ricercatori hanno usato i metodi per produrre il prototipo, che ha funzionato per le 1 000 ore previste. Altro lavoro ha incluso lo sviluppo dello sfruttamento e dei piani economici. Il progetto ha inoltre condotto numerosi eventi di formazione. I risultati di ECO2CO2 promettono nuovi percorsi per l’uso industriale di CO2 per la produzione di metanolo o altri combustibili (ovvero syngas): due importanti e versatili prodotti chimici. Quindi, tali processi possono portare alla riduzione delle emissioni di gas effetto serra da parte dell’industria europea.
Parole chiave
Metanolo, anidride carbonica, ECO2CO2, bioraffineria, prodotti della chimica fine, sistemi foto-catalitici, combustibili solari
