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29

ago
2014

In Le mie pubblicazioni

Idrogeno dalle discariche, l’American Chemical Society guarda al biogas

On 29, ago 2014 | No Comments | In Le mie pubblicazioni | By aldo

E’ stata annunciata una nuova tecnica che potrebbe trasformare il nauseabondo gas di discarica in una fonte d’energia pulita, in quanto porterebbe allo sviluppo di una cella combustibile che produce elettricità attraverso la (nota) possibilità di convertire il gas metano e l’anidride carbonica in idrogeno.

Questa scoperta è stata presentata nel corso del 248° Meeting Nazionale della American Chemical Society (ACS), la più grande società scientifica del mondo, che si è appena tenuto a San Francisco  e al quale hanno partecipato migliaia di ricercatori, discutendo di quasi 12.000 report sui nuovi progressi della scienza e della tecnologia. Non si tratta di una rivoluzione della sostenibilità, chiariamolo subito, quanto di una possibile toppa: le discariche (quelle legali, ovviamente) infatti non sono la soluzione per la corretta gestione del ciclo integrato dei rifiuti, ma l’ultimo e residuale anello in questa lunga e complessa catena. Premesso dunque che meno discariche abbiamo e meglio sta l’ambiente (e anche l’economia, quando riesce a riciclare profittevolmente i materiali che consuma), è più chiaro il quadro della possibilità all’interno delle quali si muove la scoperta statunitense.

In particolare l’idrogeno ha ricevuto molto interesse come alternativa pulita ai combustibili fossili, che rilasciano anidride carbonica – il principale gas a effetto serra – quando vengono combusti. L’idrogeno, al contrario, emette solo vapore acqueo quando viene convertito in energia. Per questo motivo, l’attenzione del mondo scientifico (e delle imprese delle green economy) è quello di trovare il modo più economico e sostenibile per sviluppare celle combustibili a idrogeno per alimentare le automobili e gli edifici.

Siccome l’idrogeno non è direttamente disponibile allo stato naturale, bisogna ricavarlo o estrarlo da altri composti. Un modo per farlo è quello di convertire il metano, altro gas a effetto serra, in idrogeno per reazione con l’anidride carbonica. E le discariche sono ottime fonti di questi gas, proprio perché prodotti dalla decomposizione dei rifiuti organici attraverso l’instancabile opera di microrganismi (aerobici e anaerobici) che nutrendosi di rifiuti producono grandi quantità di metano e anidride carbonica come sottoprodotti.

Una dei principali utilizzi del biogas è quello della sua conversione in energia termoelettrica, attraverso la cogenerazione, come avviene nelle moderne discariche e negli impianti di digestione anaerobica. Ma i ricercatori hanno affrontato questa sfida sperimentando una nuova tecnica per utilizzare il biogas per la produzione di idrogeno, in particolare basandosi sull’utilizzo di un catalizzatore adeguato, che fino ad oggi è stato il punto debole del processo di conversione.  Il catalizzatore è una sostanza che accelera i processi che altrimenti si verificherebbero lentamente. In questo caso, i ricercatori stanno utilizzando catalizzatori per aiutare a trasformare il metano e biossido di carbonio in idrogeno e monossido di carbonio. Fino ad oggi, il problema principale risulta quello del carbonio che si viene a formare durante il processo, depositandosi sul catalizzatore stesso, riduce progressivamente le proprie capacità di utilizzo.

«Il cuore del processo per la produzione di idrogeno da gas di discarica è il catalizzatore, e questo può essere disturbato dalla presenza di carbonio – spiega Fabio B. Noronha, Ph.D. all’Istituto Nazionale di Tecnologia di Rio de Janeiro, in Brasile – A causa della deposizione di carbonio, il catalizzatore perde la capacità di convertire i gas di discarica in idrogeno».

Per risolvere questo problema, il team di Noronha ha sviluppato un nuovo materiale catalizzatore che rimuove il carbonio non appena si forma. Questo approccio si basa sui catalizzatori automobilistici sviluppati in passato per controllare le emissioni di auto e camion. Il materiale è un ossido di tipo perovskite su supporto di ceria, che è un componente di ceramica.  Questa tecnica è in avanzato stato di sperimentazione, e i ricercatori stanno lavorando sulla reazione in laboratorio: presto si dovrebbe passare alla realizzazione di un progetto pilota in una discarica locale.

Aldo Ferretti

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