Un progetto dell'UE ha sviluppato nanocatalizzatori innovativi per creare un processo integrato modulare e altamente efficiente per la produzione di combustibili da fonti energetiche rinnovabili.

Il cambiamento climatico e una popolazione in crescita richiedono l'uso di fonti energetiche più sostenibili. Sebbene questo problema rappresenti una domanda sociale significativa, è solo uno dei tanti che l'industria petrolchimica deve affrontare. Aumento della concorrenza e della dipendenza da fonti esterne, costi in aumento, e la pressione per ridurre l'impatto ambientale dei processi impiegati sono alcune altre sfide che questa industria deve attualmente superare.

Per soddisfare il suo ambiente, responsabilità economiche e sociali, l'industria ha bisogno di sviluppare metodi di produzione di combustibili 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.

Trasformare il biogas in benzina

Il progetto si è concentrato sullo sviluppo di un sistema integrato, approccio coerente e olistico per trasformare la produzione di biocarburanti 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 di produzione.

"In BIOGO-PER-PRODUZIONE, abbiamo ideato un processo per convertire bio-oli e biogas rinnovabili in gas di sintesi, che viene poi cataliticamente trasformato in biocarburanti e prodotti della piattaforma chimica. Questo processo sostenibile è indipendente dai combustibili fossili, " afferma il coordinatore del progetto Gunther Kolb. I ricercatori hanno utilizzato un biogas arricchito con idrogeno che è stato prontamente convertito in gas di sintesi tramite percorsi autotermici o esotermici ed endotermici combinati. L'idrogeno e il calore in eccesso sono stati utilizzati per trasformare l'olio di pirolisi in gas di sintesi aggiuntivo per ottenere infine una composizione adatto per la sintesi del metanolo Attraverso opportuni catalizzatori, il metanolo è stato poi convertito in un combustibile liquido, benzina sintetica.

La produzione di combustibili sintetici da fonti rinnovabili darà un contributo estremamente prezioso per soddisfare in modo sostenibile la domanda energetica. "A differenza del processo convenzionale Fischer-Tropsch attualmente in uso per la produzione di idrocarburi sintetici, La catena di processo di BIOGO-FOR-PRODUCTION promette una maggiore efficienza del carbonio, efficienza energetica, sicurezza dell'approvvigionamento e vantaggi in termini di costi, "aggiunge Gunther.

Nanotecnologie per i biocarburanti

I partner del progetto hanno lavorato per migliorare i catalizzatori disponibili per ciascuna delle quattro fasi chiave del processo di produzione. Sono state applicate tecniche innovative per migliorare le prestazioni complessive, come lo sputtering del fascio di cluster. Questa tecnica prevede l'espulsione di piccoli gruppi di atomi sulla superficie di un materiale di supporto con un'area superficiale elevata. I catalizzatori stabili di nuova concezione hanno limitato la formazione di idrocarburi leggeri, soprattutto metano.

Il team ha anche sviluppato un nuovo sistema che vanta un tasso di deposizione di nano-cluster molto più elevato, circa due o tre ordini di grandezza superiore a un tipico sistema di ricerca che si può trovare attualmente nei laboratori universitari. Questo lo rende molto più adatto per l'uso nell'industria.

BIOGO-FOR-PRODUCTION ha dimostrato la sua catena di processo ancora su piccola scala. Il miniimpianto opera in un ambiente container adatto alla produzione di prodotti chimici e può servire come futuro host per impianti modulari di produzione di carburante. I ricercatori hanno anche condotto una produzione di catalizzatori su scala pilota e ne hanno dimostrato il potenziale produttivo per una rapida industrializzazione.