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H2020

willpower — Risultato in breve

Project ID: 726539
Paese: Germania
Dominio: Energia

Esercitare il potere dei cittadini per un’economia a bassa emissione di carbonio: una prima mondiale per ottenere combustibile domestico dalla CO2 atmosferica

Per aiutare l’ambizione dell’UE di diventare un’economia competitiva a bassa emissione di carbonio entro il 2050, il sistema willpower crea combustibile a metanolo a partire dalla CO2 atmosferica circostante, a beneficio in particolare dei settori automobilistico ed energetico.
Esercitare il potere dei cittadini per un’economia a bassa emissione di carbonio: una prima mondiale per ottenere combustibile domestico dalla CO2 atmosferica
Un settore maturo per l’impegno dei consumatori verso un’economia a bassa emissione di carbonio è quello del riscaldamento, che è stato responsabile di circa il 54 % di tutte le emissioni di CO2 dell’UE nel 2016, secondo Eurostat.

Al fine di contribuire a ridurre questo problema, Gensoric ha ricevuto il sostegno dell’UE per sviluppare il proprio sistema «willpower», il primo in tutto il mondo a sfruttare la CO2 per generare combustibile per il riscaldamento e altre applicazioni. La tecnologia di base è una tecnologia elettro-biocatalitica protetta da brevettato e ampiamente convalidata che funziona in condizioni ambientali.

willpower produce metanolo dall’aria (CO2 atmosferica) e dall’acqua. Dal momento che le reazioni chimiche si verificano in condizioni molto blande utilizzando enzimi standard, senza materiali pericolosi o serbatoi ad alta pressione, la tecnologia è utilizzabile senza requisiti di sicurezza specifici. Ciò apre la porta a un mercato potenzialmente enorme.

Elettrodi intelligenti

Il progetto «willpower» ha concepito elettrodi che creano effettivamente la giusta configurazione per la reazione chimica desiderata. Come spiega il coordinatore del progetto, Antonio Martinez, «Tutto è iniziato con la folle idea di realizzare elettrodi intelligenti. Gli elettrodi tradizionalmente forniscono tensione ed elettroni, ma i nostri riescono anche a “sentire” la temperatura di lavoro, ampliando la portata di ciò che possono fare». Qui ciò significa garantire reazioni chimiche per ottenere grandi rendimenti del prodotto finale.

Spiegando il processo elettro-biocatalitico, Martinez lo paragona a un’inversione di ciò che fa il nostro fegato durante l’elaborazione dell’alcol, in quanto utilizza enzimi per mettere in cascata tre reazioni chimiche per trasformare l’alcol in acqua, CO2 (che espelliamo) e calore.

Il team ha costruito una camera del reattore con i loro elettrodi ed enzimi personalizzati, che una volta catturata in acqua la CO2 atmosferica, facilita la giusta sequenza di reazioni chimiche per produrre energia, immagazzinata come metanolo. In quanto estremamente sicuro e facilmente trasportabile, il metanolo può essere utilizzato su richiesta.

Martinez riassume: «Quando ti accorgi che normalmente occorrono batterie agli ioni di litio da 625 kg per immagazzinare una quantità di energia pari a quella contenuta in 10 kg di metanolo, allora questo diventa un’alternativa molto intelligente ed efficiente».

Ragioni di convenienza del progetto hanno richiesto l’uso nella camera del reattore di enzimi non specifici disponibili in commercio, raggiungendo circa il 20 % di efficienza. Tuttavia, il team è convinto che enzimi personalizzati possano raddoppiarla e, con ulteriori misure (attualmente in via di realizzazione), l’efficienza potrebbe addirittura raggiungere circa l’80 %.

Il sistema (reattori e unità di cattura di CO2, basati sulla tecnologia spaziale) è stato progettato per essere modulare, il che significa che potrebbe essere adattato in base alle necessità, rendendolo abbastanza flessibile per utilizzare la CO2 proveniente da altre fonti, quali i sistemi di scarico.

Potenziale rivoluzionario

La tecnologia potrebbe essere un vero punto di svolta. Come dice Martinez, «In primo luogo, l’idea che la combustione inquini sempre l’ambiente si è ora dimostrata falsa. Non solo il nostro sistema è pulito e neutro dal punto di vista della CO2, ma la stessa CO2 è in realtà un ingrediente utile. Inoltre, per la prima volta, i cittadini avranno accesso diretto alla produzione di energia decentralizzata».

A parte le riduzioni delle emissioni, «willpower» si allinea alle altre strategie dell’UE. Ad esempio, offrendo alternative alle importazioni di petrolio e gas provenienti da regioni instabili. Inoltre, l’utilizzo di energia proveniente principalmente da fonti rinnovabili significa che è possibile immagazzinare quell’energia con una capacità maggiore rispetto agli alimentatori e alle batterie.

Per arrivare sul mercato, il team sta ottimizzando efficienza e costi, testando nuovi materiali per gli elettrodi e personalizzando gli enzimi catalitici per aumentare la produzione di metanolo. Inoltre, poiché quando il metanolo brucia per riscaldamento rilascia acqua e CO2, il team desidera riutilizzarli come elementi per ottenere ancora più metanolo.

Keywords

willpower, CO2, energia, metanolo, batteria, a zero emissioni di carbonio, elettro-biocatalitico, riscaldamento, combustibile, enzimi catalitici, reattore