Gli scienziati hanno scoperto un nuovo processo chimico per trasformare un puzzolente, gas tossico in un combustibile a combustione pulita.

Il processo, dettagliato di recente nella rivista American Chemical Society ACS Ingegneria Chimica Sostenibile , trasforma l'idrogeno solforato, più comunemente chiamato "gas di fogna", in idrogeno combustibile. L'acido solfidrico viene emesso dai cumuli di letame e dai tubi di fognatura ed è un sottoprodotto chiave delle attività industriali tra cui la raffinazione di petrolio e gas, produzione di carta e miniere.

Il processo descritto in questo studio utilizza relativamente poca energia e un materiale relativamente economico:il solfuro di ferro chimico con una traccia di molibdeno come additivo.

Oltre a puzzare di uova marce, l'idrogeno solforato è altamente tossico, corrodendo i tubi e nuocendo alla salute delle persone che lo incontrano.

"L'idrogeno solforato è uno dei gas più nocivi nell'industria e per l'ambiente, " ha detto Lang Qin, coautore dello studio e ricercatore associato in ingegneria chimica e biomolecolare presso la Ohio State University. "E poiché il gas è così dannoso, un certo numero di ricercatori vuole trasformare l'idrogeno solforato in qualcosa che non sia così dannoso, preferibilmente di valore."

Lo studio si basa su lavori precedenti dello stesso gruppo di ricerca utilizzando un processo chiamato Chemical looping, che comporta l'aggiunta di particelle di ossido metallico in reattori ad alta pressione per bruciare combustibili senza contatto diretto tra aria e combustibile. Il team ha utilizzato per la prima volta il circuito chimico su carbone e gas di scisto per convertire i combustibili fossili in elettricità senza emettere anidride carbonica nell'atmosfera. Il processo iniziale utilizzava l'ossido di ferro per abbattere i combustibili fossili.

I ricercatori hanno successivamente applicato il concetto all'idrogeno solforato e hanno inventato il processo SULGEN, che converte l'idrogeno solforato in idrogeno. I ricercatori hanno scoperto che la sostanza chimica pura, solfuro di ferro, non ha funzionato bene alle grandi scale necessarie per l'uso industriale, ha detto Qin. Il team di ricerca ha cercato di identificare altre sostanze chimiche poco costose che potrebbero catalizzare tale trasformazione in quantità maggiori. Questo studio mostra che l'introduzione di una traccia di molibdeno nel solfuro di ferro potrebbe essere un'opzione interessante.

Quel materiale è relativamente poco costoso e facile da acquistare, rendendolo un'opzione interessante per operazioni su larga scala.

Trasformare questo gas tossico in combustibile a idrogeno crea un petrolio e un gas alternativi, che sono i principali responsabili del cambiamento climatico, hanno detto i ricercatori.

"È troppo presto per dire se la nostra ricerca può sostituire una qualsiasi delle tecnologie di produzione di carburante a idrogeno che sono là fuori, " ha detto Kalyani Jangam, autore principale dello studio e studente laureato presso il Clean Energy Research Laboratory dell'Ohio State. "Ma quello che stiamo facendo è aggiustare questo processo di decomposizione e ricavarne un prodotto di valore".

Per questo studio più recente, i ricercatori hanno scoperto che il molibdeno migliora la scomposizione dell'idrogeno solforato, dividendolo in due parti:idrogeno e zolfo.

Questo lavoro è all'inizio del processo scientifico:i ricercatori hanno dimostrato che il processo ha funzionato in laboratorio; test a livello industriale sono imminenti.

"Il quadro generale è che vogliamo risolvere il problema del gas nocivo, e abbiamo pensato che il nostro processo di ciclo chimico lo avrebbe permesso, " disse Qin. "E qui, abbiamo trovato un modo per farlo in laboratorio che crea questo combustibile a idrogeno a valore aggiunto."

L'autore senior di questo articolo è Liang-Shih Fan, professore di ingegneria chimica e biomolecolare all'Ohio State. Yu-Yen Chen, un ex studente di dottorato nel laboratorio di Fan, anche contribuito.