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Un impianto biomassa-liquido per produrre carburante sintetico sostenibile

Un progetto finanziato dall’UE ha sviluppato nanocatalizzatori innovativi per creare un processo integrato modulare e altamente efficiente per la produzione di carburanti da fonti energetiche rinnovabili.
Un impianto biomassa-liquido per produrre carburante sintetico sostenibile
I cambiamenti climatici e una popolazione in costante crescita richiedono l’uso di fonti energetiche più sostenibili. Anche se rappresenta una significativa domanda sociale, questo problema è solo una delle tante facce dell’industria petrolchimica. L’aumento della concorrenza e della dipendenza da fonti esterne, l’aumento dei costi e la pressione per ridurre l’impatto ambientale dei processi impiegati sono alcune delle altre sfide che questo settore deve attualmente superare.

Per adempiere le sue responsabilità ambientali, economiche e sociali, l’industria petrolchimica deve sviluppare metodi di produzione di carburante sostenibili. Quindici partner in otto paesi hanno unito gli sforzi nel progetto BIOGO-FOR-PRODUCTION, finanziato dall’UE, per trasformare radicalmente i processi di produzione e realizzare questi miglioramenti essenziali.

Trasformazione del biogas in benzina

Il progetto si è concentrato sullo sviluppo di un approccio integrato, coerente e olistico per trasformare la produzione di biocarburante da fonti sostenibili. I partner del progetto hanno utilizzato una nuova tecnologia per preparare catalizzatori su scala nanometrica con ridotta dipendenza da metalli preziosi e materiali delle terre rare, nonché metodi industriali innovativi per ogni fase della produzione.

«In BIOGO-FOR-PRODUCTION, abbiamo messo a punto un processo per la conversione di bio-oli e biogas rinnovabili in gas di sintesi, che vengono poi trasformati cataliticamente in biocarburanti e sostanze chimiche piattaforma. Questo processo sostenibile è indipendente dai combustibili fossili», afferma il coordinatore del progetto Gunther Kolb. I ricercatori hanno utilizzato un biogas arricchito di idrogeno che è stato prontamente convertito in gas di sintesi per via autotermica o combinata esotermica ed endotermica. L’eccesso di idrogeno e di calore è stato utilizzato per trasformare l’olio di pirolisi in ulteriore gas di sintesi per ottenere infine una composizione adatta per la sintesi di metanolo. Attraverso opportuni catalizzatori, il metanolo è stato poi convertito in carburante liquido (benzina sintetica).

La produzione di carburanti sintetici da fonti rinnovabili darà un contributo estremamente prezioso per soddisfare in modo sostenibile la domanda di energia. «A differenza del tradizionale processo di Fischer-Tropsch attualmente in uso per la produzione di carburanti sintetici idrocarburici, la catena di processi di BIOGO-FOR-PRODUCTION promette maggiore efficienza del carbonio, efficienza energetica, sicurezza dell’approvvigionamento e vantaggi in termini di costi», aggiunge Gunther.

Nanotecnologia per i biocarburanti

I partner del progetto hanno lavorato al miglioramento dei catalizzatori disponibili per ciascuna delle quattro fasi chiave del processo di produzione. Sono state applicate tecniche innovative per migliorare le prestazioni generali, quali lo sputtering del fascio di cluster. Questa tecnica comporta l’espulsione di piccoli cluster di atomi sulla superficie di un materiale di supporto con una superficie elevata. I catalizzatori stabili di nuova concezione hanno limitato la formazione di idrocarburi leggeri, specialmente il metano.

Il gruppo responsabile del progetto ha anche sviluppato un nuovo sistema che vanta un tasso di deposizione di nanocluster molto più elevato, circa due o tre ordini di grandezza superiore rispetto a un tipico sistema di ricerca riscontrabile attualmente nei laboratori universitari, il che lo rende molto più adatto per l’uso nelle industrie.

BIOGO-FOR-PRODUCTION ha dimostrato la sua catena di processo ancora su piccola scala. Il mini-impianto funziona in un ambiente contenitore adatto per la produzione di sostanze chimiche e può servire come futuro ospite per impianti di produzione di carburante modulari. I ricercatori hanno anche avviato una produzione di catalizzatori su scala pilota e dimostrato il suo potenziale di produzione per una rapida industrializzazione.

Keywords

BIOGO-FOR-PRODUCTION, carburante sintetico, biocarburante, nanocatalizzatori, biogas, carburante liquido, benzina sintetica