La struttura di ricerca KEROGREEN con il reattore al plasma nel campus KIT. Credito:Amadeus Bramsiepe, KIT
Viaggiare in aereo senza emettere CO2 aggiuntivi —ciò sarebbe possibile con combustibili sintetici prodotti dall'acqua e dall'aria ambiente con l'ausilio di energie rinnovabili. Tuttavia, sarebbero necessarie enormi quantità. Un nuovo processo di produzione sviluppato nell'ambito del progetto di ricerca KEROGREEN utilizza un'innovativa tecnologia al plasma per renderlo possibile. I partner di ricerca hanno costruito un primo impianto di produzione presso il Karlsruhe Institute of Technology (KIT).
CO2 -il traffico aereo neutrale è una grande sfida. "Batterie, idrogeno e soluzioni ibride non sono adatte, poiché la loro densità di energia è troppo piccola", afferma il professor Peter Pfeifer dell'Istituto di ingegneria dei micro processi di KIT. È uno dei portavoce del progetto di ricerca KEROGREEN. "I biocarburanti hanno bisogno di aree di coltivazione e, quindi, competono con la produzione alimentare e la conservazione dell'ambiente naturale".
Per abilitare CO2 - nonostante l'aviazione neutrale, Pfeifer ei partner di KEROGREEN hanno esplorato un'altra opzione:il cherosene dall'aria e dall'acqua. "Quando si utilizzano energie rinnovabili e CO2 direttamente dall'atmosfera, abbiamo un circuito di carbonio chiuso. Possiamo anche continuare a utilizzare l'infrastruttura esistente per lo stoccaggio, il trasporto, il rifornimento di aerei e la tecnologia dei motori." Inoltre, poiché il cherosene verde sintetico non produrrebbe emissioni di zolfo, fuliggine e ossido di azoto (NOx ) le emissioni sarebbero ridotte.
Per produrre quantità sufficienti di cherosene, i partner di KEROGREEN hanno sviluppato un processo scalabile basato su un'innovativa tecnologia al plasma e che si inserisce in un container. Il KEROGREEN aveva una durata di quattro anni e mezzo. Il lavoro è stato coordinato dall'Istituto olandese per la ricerca sull'energia fondamentale (DIFFER) di Eindhoven. Presso il KIT è stata costruita una struttura di ricerca. La tecnologia è ora nella sua ultima fase di integrazione del sistema. Le componenti sono già state collegate tra loro, pur avendo raggiunto diversi livelli di maturità. "Il nuovo processo di produzione è molto rispettoso delle risorse, poiché non sono necessarie risorse rare", afferma Pfeifer.
Innovativa tecnologia al plasma per CO2 dissociazione
Il processo consiste in tre fasi principali:Primo, CO2 dall'aria ambiente viene immessa in un reattore in cui si dissocia in monossido di carbonio (CO) e ossigeno per mezzo di un plasma generato con radiazione a microonde. Quindi, l'ossigeno viene rimosso.
Nel secondo reattore, la CO viene convertita in idrogeno dalla reazione di spostamento del gas dell'acqua. Questo idrogeno e il restante CO (quando combinato indicato come gas di sintesi) vengono convertiti in idrocarburi dalla sintesi di Fischer-Tropsch in un terzo reattore. Gli idrocarburi altamente molecolari che non possono essere utilizzati per la produzione di cherosene vengono dissociati internamente. Alla fine si ottiene il costituente base dei carburanti aeronautici. Questa materia prima può quindi essere raffinata a cherosene o utilizzata per immagazzinare energia.
Ideale per un utilizzo decentralizzato con energia rinnovabile
Secondo i risultati ottenuti dai ricercatori, con la nuova tecnologia al plasma sarebbero possibili impianti fino alla gamma dei megawatt. Ma può essere utilizzato anche in piccoli impianti di produzione decentralizzati delle dimensioni di un container.
"Le strutture future saranno modulari e scalabili. Possono essere integrate in un parco eolico offshore o in un parco solare nel deserto", afferma Pfeifer. "Se non ci sarà vento o sole, il reattore al plasma si spegnerà temporaneamente e si riavvierà quando l'energia sarà disponibile". I risultati del progetto verranno ora analizzati a fondo. Alcuni sono già utilizzati dai partner del settore per l'implementazione di determinate fasi del processo. + Esplora ulteriormente
