Sostanze chimice ed energia dall’anidride carbonica
La cattura e lo stoccaggio del carbonio sono in grado di fornire delle riduzioni significative delle emissioni in alcuni settori, ma presentano dei limiti. Questo metodo ha un alto costo di investimento, e la potenziale capacità di stoccaggio non è certa. Nel corso degli anni inoltre la resistenza da parte del pubblico è aumentata, e il processo richiede molta energia. Piuttosto che trattare la CO2 catturata come un rifiuto, essa può essere considerata come una materia prima chimica per la sintesi di altre sostanze chimiche. Su questo concetto si è concentrato il progetto finanziato dall’UE MICROBIOELECTROSYN (Microbially catalysed electricity driven bioproduction from CO2 at the cathode in bioelectrochemical systems). MICROBIOELECTROSYN è stato spronato dal recente sviluppo dei sistemi bioelettrochimici (BES). In particolare, le celle a combustibile microbiche che utilizzano i batteri per ossidare la materia organica e inorganica per generare corrente elettrica si stanno lentamente trasferendo dai laboratori al mercato. Diversi vantaggi, inclusa la possibilità di produrre composti con numero di atomi di carbonio maggiore, rendono promettente questo approccio mediante la bioproduzione. Inoltre, l’energia necessaria per la produzione sostenuta dall’elettricità di prodotti chimici ad alto contenuto tecnologico usando microrganismi può essere recuperata da fonti rinnovabili. Prima del progetto MICROBIOELECTROSYN, erano stati identificati solo pochi catalizzatori microbici idonei per questi processi. Inoltre, l’impatto dei materiali dell’elettrodo e di altri parametri operativi sulla colonizzazione microbica ai catodi non era conosciuto. Come primo passo, i ricercatori hanno sviluppato un approccio efficiente per arricchire una comunità microbica mista ma riproducibile. La popolazione microbica arricchita è stata quindi usata con successo in catodi BES per l’immediato avvio della bioproduzione di acetato a partire dalla CO2. Il processo di arricchimento includeva l’aggiunta di 2-bromoetanosulfonato una volta nella fase iniziale, seguita da diversi trasferimenti di colture in veloce successione. Combinato con il continuo funzionamento galvanostatico dei catodi, esso ha portato ai più alti tassi di produzione dell’acetato mai raggiunti finora. Il successo nella dimostrazione della continua elettrosintesi microbica apre la strada alla veloce conversione di CO2 e dell’energia elettrica in eccesso in sostanze chimiche conservabili nel quadro del concetto della cattura e dell’utilizzo del carbonio. Ma diversi parametri operativi devono ancora essere ottimizzati per poter mettere in pratica questo concetto.
Parole chiave
Anidride carbonica, stoccaggio geologico, rinnovabile, acetato, cattura e utilizzo del carbonio
