Innovative membrane personalizzabili per un futuro sostenibile
I processi di separazione che utilizzano forze fisiche, chimiche o elettriche per isolare o concentrare determinati costituenti di una miscela sono essenziali per l’industria chimica, petrolifera, della bioraffinazione e della lavorazione dei materiali. I processi tipici di separazione dei componenti di grandi quantità di miscele chimiche in forme più pure, come la distillazione e la cristallizzazione, sono responsabili di una quantità considerevole del consumo energetico annuale a livello mondiale. «Le più moderne tecnologie di separazione che utilizzano il calore e il raffreddamento sono ad alta intensità energetica e rappresentano il 10-15 % della domanda mondiale di energia», osserva Samuel Hess, amministratore delegato e co-fondatore di UniSieve. «Questa enorme richiesta di energia si accompagna a elevate emissioni di carbonio. Inoltre, i processi termici richiedono in genere impianti enormi, rigidi e ad alta intensità di capitale.»
Un’azienda innovativa di tecnologia pulita sotto i riflettori
Per affrontare questi problemi, la start-up UniSieve, con sede in Svizzera, ha sviluppato una soluzione proprietaria a membrana che permette una separazione efficiente in termini di costi ed energia. L’avanzata soluzione di separazione molecolare di UniSieve può essere messa in pratica sulle applicazioni più importanti e che consumano più energia. Attualmente, la start-up svizzera si concentra sulla separazione degli idrocarburi e sulla successiva applicazione della cattura del carbonio. La tecnologia della piattaforma di UniSieve (che sta per «setacciatura universale») consente di combinare in modo unico diversi setacci molecolari e membrane polimeriche, ottenendo soluzioni affidabili di separazione chimica. Questa innovativa tecnologia a membrana è stata sviluppata per la prima volta nel 2013 presso l’Istituto di chimica e bioingegneria ETH Zurich. «Le membrane a setaccio molecolare uniche di UniSieve aggiungono una nuova dimensione al mondo della separazione. Essendo meccanicamente stabili e flessibili, possono essere integrate in cartucce a membrana standard», sottolinea Hess. Inoltre, consentono di regolare con precisione le dimensioni dei pori della membrana, rendendo la tecnologia disponibile a una vasta gamma di applicazioni complesse. «La nostra soluzione di separazione molecolare funziona secondo il principio dell’esclusione dimensionale. A differenza della distillazione, la soluzione UniSieve è in grado di separare le molecole in base alle loro dimensioni, il che comporta un notevole risparmio energetico», spiega Hess. Quest’ultimo è favorito dalle proprietà di setacciatura molecolare delle membrane di UniSieve, che permettono alle molecole più piccole di permeare rapidamente e di trattenere quelle più grandi. «Analogamente a un semplice setaccio da cucina usato per scolare la pasta, i pori delle membrane di dimensioni sub-nanometriche separano e purificano le sostanze chimiche e catturano la CO2», aggiunge Hess. «La caratteristica rivoluzionaria delle membrane UniSieve è la loro elevata precisione, che consente ai clienti di risparmiare fino al 90 % dell’energia di processo, di ridurre i costi operativi e di abbattere drasticamente le emissioni.»
Un impulso alla tecnologia di separazione sostenibile
Il progetto GREENMEM, finanziato dall’UE, ha sostenuto UniSieve per quanto concerne l’espansione della sua tecnologia a membrana. Durante il progetto, durato 24 mesi, il processo di fabbricazione delle membrane è stato portato al punto necessario per servire i primi clienti pilota. Lo scopo di GREENMEM era dimostrare la fattibilità della tecnologia della piattaforma di UniSieve in un’unità chimica, conducendo prove pilota. I risultati delle prove hanno confermato che la tecnologia della piattaforma aiuta i clienti a risparmiare energia e costi, a ridurre le emissioni e ad aumentare il recupero dei prodotti. «Con un’ampia diffusione della soluzione di UniSieve, il settore energetico e chimico può ridurre le emissioni di CO2 di oltre 1,3 Gt all’anno», afferma Hess. «Per raggiungere questo obiettivo, UniSieve sta preparando ulteriori prove dimostrative per diverse applicazioni e si sta adoperando per espandere il numero di applicazioni a cui questa versatile piattaforma tecnologica può risultare utile.» Entro il 2026 si prevede l’installazione di cinquantasei unità di separazione UniSieve in Europa e in America. «La nostra priorità è fornire ai clienti una soluzione di separazione unica nel suo genere, compatibile con le infrastrutture esistenti e che al tempo stesso contribuisca efficacemente ai benefici economici e ambientali sostenibili», conclude Hess.
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