Idrogassificazione del carbonio su larga scala. a) Legno di pino e carbone preparato dopo la pirolisi del legno. b) Laminatoio fatto in casa con contenitore da 15 litri. c) Confronto tra mulino planetario di piccola scala e laminatoio di grande scala.
Un gruppo di ricerca, affiliato all'UNIST, ha escogitato un innovativo percorso di produzione di idrocarburi, utilizzando un dispositivo di macinazione a sfere disponibile in commercio. Il nuovo metodo ha un potenziale commerciale, poiché utilizza carbone naturale derivato dal legno per produrre metano (CH4 ), il principale componente idrocarburico del gas naturale.
Pubblicato nel numero di marzo 2022 di Angewandte Chemie International Edition , questa svolta è stata guidata dal professor Jong-Beom Baek della School of Energy and Chemical Engineering dell'UNIST.
"Utilizzando la collisione meccanica creata dalla tecnica della macinazione a sfere, possiamo facilmente decomporre il carbone per produrre metano", ha affermato il professor Baek. "Ci aspettiamo che questo metodo possa persino consentire la produzione di metano dal carbone, un combustibile fossile simile al carbone".
In questo studio, il team di ricerca ha dimostrato un metodo meccanochimico che si traduce sia in una velocità di reazione più rapida che in una nuova via di sintesi. La velocità di reazione è stata notevolmente migliorata fino a 4 ordini di grandezza rispetto al metodo termico tradizionale. Contemporaneamente, la reazione ha mostrato una selettività molto elevata (99,8% CH4 , contro l'80% in condizioni termiche) con un catalizzatore di cobalto, ha osservato il team di ricerca.
Inoltre, il loro studio ha dimostrato che questo aumento estremo della velocità di reazione ha origine dall'attivazione continua di specie di carbonio reattivo tramite la meccanochimica. L'elevata selettività è intimamente correlata all'attivazione a basse temperature, alle quali è difficile formare idrocarburi superiori. Secondo il team di ricerca, questo lavoro dovrebbe far avanzare gli studi sull'idrogassificazione del carbonio e altre reazioni solido-gas.
"Il nostro lavoro introduce un nuovo metodo per l'idrogassificazione del carbonio, con tassi elevati a basse temperature. Gli idrocarburi sintetizzati sono a emissioni zero", ha osservato il team di ricerca. "L'intero ciclo, dalla produzione di biomassa all'idrogassificazione meccanochimica del carbonio (CHG) e, infine, l'utilizzo del metano è un processo di emissioni nette di anidride carbonica pari a zero e potrebbe essere parzialmente negativo".
Secondo il team di ricerca, questa è una prospettiva importante per sostituire le limitate riserve di gas naturale carbon-positive e prevenire il riscaldamento globale. "I nostri risultati possono essere utilizzati come metodo non ossidativo per rigenerare catalizzatori avvelenati da coke, che è spesso richiesto nella produzione industriale su larga scala", ha osservato il professor Baek. "Questo metodo non solo evita l'aggregazione durante la combustione del carbonio a causa della natura altamente esotermica della reazione, ma riduce anche le dimensioni del catalizzatore allo stesso tempo". + Esplora ulteriormente
