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Come le nanoparticelle che raccolgono luce potrebbero ridurre le emissioni climatiche
Un rendering del reattore chimico fotocatalitico pianificato da Syzygy. Cortesia: Syzygy
La produzione di sostanze chimiche crea un'enorme quantità di emissioni di gas serra, sia dal calore necessario per guidare la produzione che dai sottoprodotti delle reazioni stesse. Ma la nuova tecnologia emergente dal laboratorio potrebbe trasformare questi metodi industriali convenzionali.
Uno spin-out della Rice University sta perseguendo un nuovo modo di produrre idrogeno e altre sostanze chimiche facendo affidamento su nanoparticelle che consentono alla luce, anziché al calore, di alimentare le reazioni. Syzygy Plasmonics lunedì rivelerà di aver raccolto 5,8 milioni di dollari, in un round di finanziamento guidato dalla società di venture capital del MIT The Engine e dalla GOOSE Society of Texas. (Vedi Investire in tecnologia che vale la pena aspettare.)
La startup con sede a Houston utilizzerà i fondi per costruire un impianto su scala pilota per la produzione di idrogeno. L'azienda ritiene che la tecnologia potrebbe ridurre della metà le emissioni normalmente generate durante il processo.
L'idrogeno è oggi un mercato da 130 miliardi di dollari, utilizzato principalmente nella raffinazione del petrolio, nella produzione chimica e nella produzione dell'acciaio. Molti credono che abbia una crescente promessa anche per l'accumulo di energia, come un modo per alimentare i veicoli e bilanciare la rete elettrica.
La stragrande maggioranza dell'idrogeno lo è prodotto da gas naturale , utilizzando un processo noto come steam reforming che utilizza calore, pressione e catalizzatori chimici per convertire il gas in idrogeno e, problematicamente, anidride carbonica. Tra questo sottoprodotto e il calore dei combustibili fossili, il processo emette più di 800 milioni di tonnellate di anidride carbonica all'anno, equivalenti alle emissioni combinate del Regno Unito e dell'Indonesia, come il L'Agenzia internazionale per l'energia ha osservato in un recente rapporto .
I fondatori di Syzygy credono di poter affrontare gran parte del problema sostituendo i catalizzatori chimici con un nuovo tipo di fotocatalizzatore sviluppato e concesso in licenza dalla Rice University.
Un fotocatalizzatore plasmonico sviluppato presso la Rice University. Cortesia: Syzygy
I ricercatori hanno studiato i fotocatalizzatori per decenni. Finora, tuttavia, sono utilizzati solo in applicazioni limitate, come la purificazione dell'acqua e dell'aria, in parte perché non si sono dimostrati molto efficienti nel guidare le reazioni chimiche.
I professori di Rice Naomi Halas e Peter Nordlander, due dei cofondatori dell'azienda, hanno escogitato un modo per combinare le cosiddette nanoparticelle plasmoniche, una promettente categoria di fotocatalizzatori, con i catalizzatori tradizionali. In un articolo del 2016 su Proceedings of the National Academy of Sciences, i ricercatori hanno scoperto che questo approccio di accoppiamento consegnato elevato assorbimento di luce e reazioni efficienti ed era altamente personalizzabile per applicazioni particolari.
Syzygy ritiene che facendo affidamento su queste nanoparticelle ibride e costruendo un reattore specializzato, possa eseguire il processo di produzione dell'idrogeno utilizzando LED, che potrebbero essere alimentati da energia eolica, solare o idroelettrica. Ciò eliminerebbe la necessità dei combustibili fossili bruciati per produrre vapore e calore aggiuntivo nel processo tradizionale, che rappresentano circa la metà delle emissioni.
Non affronterebbe le emissioni dell'anidride carbonica creata come sottoprodotto, sebbene la società abbia ricevuto una sovvenzione dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per esplorare i modi per farlo. L'azienda ritiene che fotocatalizzatori simili potrebbero essere utilizzati per produrre versioni più pulite di altri prodotti industriali realizzati con catalizzatori, inclusi potenzialmente combustibili sintetici e fertilizzanti.
Syzygy è tra una manciata di startup incentrate sull'inquinamento climatico industriale, che produce più del 20% degli Stati Uniti e emissioni globali . (Vedi Un nuovo modo di produrre acciaio potrebbe ridurre del 5% le emissioni di CO2 in un colpo solo.)
L'amministratore delegato Trevor Best afferma che la società sta valutando la possibilità di costruire e vendere i reattori o di concedere in licenza la tecnologia. Ma a questo punto, l'azienda ha sviluppato solo una versione del prodotto in scala di laboratorio.