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Dalle biomasse di scarto al carburante per jet
Un nuovo processo chimico sviluppato dai ricercatori dell'Università del Wisconsin-Madison converte la cellulosa dai rifiuti agricoli in benzina e carburante per aerei. Produce carburante modificando quelli che fino ad ora erano stati considerati sottoprodotti indesiderati (acido levulinico e acido formico) della scomposizione della cellulosa in zucchero. Il lavoro è stato descritto nel numero di questa settimana della rivista Scienza .
Rubinetto biocarburante: Il combustibile liquido fuoriesce dal reattore di oligomerizzazione del butene, l'ultima parte di un nuovo processo chimico per produrre biocarburanti dalla cellulosa.
Il processo è una delle numerose nuove tecnologie che producono combustibili convenzionali come benzina e diesel dalla biomassa anziché dal petrolio. A differenza dell'etanolo, il tipo più comune di biocarburante odierno, questi nuovi combustibili possono essere facilmente utilizzati nelle automobili convenzionali e trasportati con le infrastrutture esistenti. Inoltre, il carburante per jet che produce immagazzina energia sufficiente per alimentare aerei commerciali o militari.
Finora, tuttavia, i metodi per produrre questi biocarburanti avanzati hanno spesso coinvolto processi biologici in cui i microbi scompongono gli zuccheri derivati dalla biomassa, compresa la cellulosa. Il metodo Wisconsin potrebbe rivelarsi più affidabile di quei processi perché è un processo chimico più facile da mantenere. Inoltre, l'anidride carbonica creata durante la sua produzione può essere facilmente catturata, un vantaggio rispetto ai biocarburanti convenzionali.
Per convertire la cellulosa, un grande componente della biomassa, in combustibile, i ricercatori devono prima scomponerla in componenti più semplici, come gli zuccheri semplici. I microrganismi quindi elaborano quegli zuccheri per produrre combustibili liquidi. La cellulosa può essere scomposta trattandola con acidi, ma queste reazioni sono difficili da controllare: gli zuccheri vengono spesso ulteriormente convertiti in acidi formico e levulinico. Piuttosto che combatterlo, ci siamo chiesti se potessimo iniziare con il prodotto indesiderato per produrre carburante, afferma James Dumesic, professore di ingegneria chimica e biologica presso l'Università del Wisconsin-Madison.
È un approccio completamente diverso alla produzione di biocarburanti, afferma Bob Baldwin, responsabile del processo termochimico presso il National Renewable Energy Laboratory di Golden, CO, che non è stato coinvolto nel lavoro. Nel processo del Wisconsin, gli acidi vengono combinati per formare il gamma-valerolattone, una sostanza chimica industriale. I catalizzatori fatti di silice e allumina aiutano quindi a convertirlo in un gas chiamato butene, che può essere facilmente convertito in idrocarburi liquidi, inclusi benzina e carburante per aerei.
Un vantaggio del processo del Wisconsin rispetto ai percorsi biologici verso i biocarburanti è che potrebbe ridurre i livelli di gas serra, afferma Doug Cameron, amministratore delegato e capo consulente scientifico di Piper Jaffray. I biocarburanti convenzionali sono nella migliore delle ipotesi colture a emissioni zero: i biocarburanti eliminano l'anidride carbonica dall'atmosfera, ma questa viene rilasciata di nuovo quando le colture vengono coltivate e lavorate e i biocarburanti vengono prodotti e bruciati. Il nuovo processo produce un flusso di anidride carbonica puro e ad alta pressione, facile da catturare e immagazzinare in modo permanente. Di conseguenza, le emissioni nette di carbonio potrebbero essere negative: una parte dell'anidride carbonica assorbita dalle piante verrebbe impedita di tornare nell'atmosfera.
Restano però le questioni economiche. Baldwin afferma che sebbene il processo produca elevate rese dei combustibili desiderati, richiede un gran numero di fasi di lavorazione, inclusa la separazione della cellulosa da altri componenti della biomassa, che potrebbe renderla costosa. Dovrà anche competere con altri processi termochimici che possono essere adattati per funzionare con la biomassa, come quelli che sono stati utilizzati per convertire il carbone in combustibili liquidi.