La Direttiva Europea RED II (Renewable Energy Directive) favorisce l’uso di biocarburanti prodotti da biomasse (miscele di sostanze organiche, sia vegetali che animali, provenienti da rifiuti urbani e da residui o scarti di lavorazione) sulla base di processi che tengano conto dell’economia circolare, cioè del sistema economico che possa auto-rigenerarsi sulla base della sua eco-sostenibilità. La produzione di anidride CO2 emessa dalla combustione dei biocarburanti è considerata virtualmente neutra in quanto essa viene fissata dalle piante per fotosintesi clorofilliana. Conseguentemente si produce nuova biomassa e quindi nuovo biocarburante attraverso un processo ciclico a “emissione zero” che imita quello naturale primigenio.
Ecco, allora, in sintesi alcuni risultati della ricerca chimica.
La “Liquefazione idrotermale o HydroThermal Liquefaction” (HTL) è un processo biochimico a cui viene sottoposta una biomassa (rifiuti organici) in presenza di acqua che, ad una temperatura di 250-400 °C e ad una pressione di 200-300 *105 Pa, in pochi minuti si trasforma in bio-olio. Questo prodotto può avere diversi usi: combustibile, può essere trasformato in biocarburante o in materie prime per l’industria chimica.
La tecnologia “LOHC – Liquid Organic Hydrogen Carriers” permette di utilizzare in sicurezza l’idrogeno molecolare H2. L’idrogeno è nel contempo un combustibile e un carburante ideali in quanto è il gas più leggero in assoluto e, oltre a produrre nella reazione di combustione solo vapore acqueo, ha un contenuto energetico di 120 MJ/kg, circa tre volte superiore a quello della comune benzina. L’unico problema è costituito dai costi elevati per raffreddarlo e liquefarlo e dalla bassa temperatura criogenica pari a – 253°C per mantenerlo allo stato liquido.
L’idrogeno può essere ottenuto allo stato praticamente puro per elettrolisi dell’acqua secondo la reazione di decomposizione (analisi) dell’acqua:
H2O (l) –> H2(g) + ½ O2 (g) (22,4 dm3 di H2 in c.s. ogni 18 g di acqua),
Una recente ricerca permette di fare avvenire tale reazione con produzione di idrogeno mediante una “fotosintesi artificiale”, basata su sistemi foto-catalitici (fotoscissione catalitica) e foto-elettrochimici (fotoscissione elettrochimica) dove si usano coloranti organici (complessi di- o ter-piridinici del rutenio bivalente o porfirine/ftalocianine, ecc.) aventi la funzione di foto-sensibilizzatori per l’assorbimento della luce, come lo è la clorofilla nelle foglie dei vegetali.
Altri processi biochimici consentono di produrre biocarburanti avanzati con un elevato rapporto C/O come il bioetanolo (C2H5OH), gli oli microbici e gli oli algali.
Francesco Giuliano
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