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Producing graphene from biogas: an innovative, renewable and cost-effective value-chain for industrialising the material of the future

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Un modo nuovo di produrre grafene da risorse rinnovabili

Il grafene è visto da molti come un supermateriale con promesse incredibili, ma non siamo ancora in grado di produrlo in serie. I finanziamenti dell’UE stanno aiutando un’azienda di tecnologia verde in Spagna a perfezionare il suo metodo di produzione di grafene da una fonte rinnovabile.

Tecnologie industriali

Il grafene ha proprietà sorprendenti: è il materiale più resistente al mondo e può condurre calore ed elettricità meglio di qualsiasi altro. Composto da un unico strato di atomi di carbonio legati tra loro in uno schema ripetitivo di esagoni, è talmente sottile da essere considerato bidimensionale. Ma oltre un decennio dopo che gli scienziati dell’Università di Manchester nel Regno Unito hanno trovato il modo di isolarlo, non siamo ancora in grado di produrre grafene in modo economico ed efficiente per un’adozione diffusa. L’azienda spagnola di tecnologia verde Biogenera Renovables ha ideato un modo per produrre grafene dal biogas prodotto dal trattamento degli scarti del bestiame e delle colture. Il finanziamento UE per il progetto BIOGRAPHENE ha permesso di dimostrare e migliorare il suo prototipo e di studiare il mercato di questo nuovo bioprodotto. I ricercatori di tutto il mondo propongono una miriade di modi per produrre grafene. Tuttavia, per Xavier Biela, amministratore delegato di Biogenera Renovables, produrre il materiale in modo sostenibile è la priorità. «O entriamo in azione e cerchiamo tecnologie che non dipendano dal petrolio, oppure continuiamo a operare come al solito e aspettiamo che tutto vada a rotoli», afferma.

Materiali dal letame

Il suo team ha preso il biogas prodotto da liquami di maiale di una fattoria a Torregrossa, nel nord-est della Spagna, e lo ha introdotto in un reattore di deposizione chimica da fase vapore adattato per gestire il metano, l’anidride carbonica o entrambi presso il proprio laboratorio nella città di Lleida. «La sintesi avviene separando il carbonio dal metano e dall’anidride carbonica e, essendo il carbonio più pesante, cade su una piastra catalitica. Quindi utilizziamo un sistema roll-to-roll per ottenere biografene», ha aggiunto Biela. I fondi UE hanno permesso all’azienda di testare la fattibilità del prototipo controllando i processi di filtrazione e pulizia del biogas per produrre la corretta concentrazione di metano. Hanno ottimizzato i parametri tecnici per il reattore CVD e hanno elaborato un progetto per un’unità di produzione di biografene. Hanno anche prodotto un cilindro in biografene di alta qualità con un diametro di 10 cm come prodotto dimostrativo. «Questo è fattibile per qualsiasi settore che si occupa di riciclaggio e crea biogas. Crea un nuovo prodotto da un processo esistente. Non interferisce con il processo di produzione e non c’è bisogno di molto biogas per ottenere biografene di alta qualità», ha spiegato Biela.

Ordini al posto dei campioni

Quando si tratta delle ricerche di mercato di BIOGRAPHENE, i risultati sono più contrastanti. L’aggiunta del materiale a prodotti esistenti come resina, calcestruzzo o asfalto potrebbe migliorare o addirittura trasformare le loro qualità secondo Biela. Ma è difficile convincere i produttori a fare ordini abbastanza grandi da giustificare l’aumento della produzione. «Tutti chiedono campioni. Abbiamo avuto molte conversazioni con i produttori, ma per costruire un reattore di dimensioni industriali ho bisogno di ordini veri e propri», afferma. La mancanza di chiarezza su quello che dovrebbe essere il prezzo di vendita del grafene, in quello che è ancora un mercato emergente, aggiunge ulteriore incertezza. Biogenera Renovables sta ora costituendo un consorzio con i consulenti ingegneristici italiani di Sustainable Technologies per richiedere un secondo round di finanziamenti dell’UE per portare avanti il progetto.

Parole chiave

BIOGRAPHENE, green tech, grafene, biogas, riciclaggio, metano, produzione di biografene

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