Transizione ecologica e Rivoluzione verde: contributi della Ricerca Chimica

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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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Giuliano Francesco, siciliano d’origine ma latinense d’adozione, ha una laurea magistrale in Chimica conseguita all’Università di Catania dopo la maturità classica presso il Liceo Gorgia di Lentini. Già docente di Chimica e Tecnologie Chimiche negli istituti statali, Supervisore di tirocinio e docente a contratto di Didattica della chimica presso la SSIS dell’Università RomaTre, cogliendo i “difetti” della scuola italiana, si fa fautore della Terza cultura, movimento internazionale che tende ad unificare la cultura umanistica con quella scientifica. È autore di diversi romanzi: I sassi di Kasmenai (Ed. Il foglio,2008), Come fumo nell’aria (Prospettiva ed.,2010), Il cercatore di tramonti (Ed. Il foglio,2011), L’intrepido alchimista (romanzo storico - Sensoinverso ed.,2014), Sulle ali dell’immaginazione (NarrativAracne, 2016, per il quale ottiene il Premio Internazionale Magna Grecia 2017), La ricerca (NarrativAracne – ContempoRagni,2018), Sul sentiero dell’origano selvatico (NarrativAracne – Ragno Riflesso, 2020). È anche autore di libri di poesie: M’accorsi d’amarti (2014), Quando bellezza m’appare (2015), Ragione e Sentimento (2016), Voglio lasciare traccia (2017), Tra albori e crepuscoli (2018), Parlar vorrei con te (2019), Migra il pensiero mio (2020), selezionati ed editi tutti dalla Libreria Editrice Urso. Pubblica recensioni di film e articoli scientifici in riviste cartacee CnS-La Chimica nella Scuola (SCI), in la Chimica e l’Industria (SCI) e in Scienze e Ricerche (A. I. L.). Membro del Comitato Scientifico del Primo Premio Nazionale di Editoria Universitaria, è anche componente della Giuria di Sala del Premio Nazionale di Divulgazione Scientifica 2018 e 2019/Giacarlo Dosi. Ha ricevuto il Premio Internazionale Magna Grecia 2017 (Letteratura scientifica) per il romanzo Sulle ali dell’immaginazione, Aracne – NarrativAracne (2016).