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Trasformare l'anidride carbonica in carburante
L'energia solare concentrata potrebbe essere utilizzata per invertire la combustione e riconvertire l'anidride carbonica in benzina? Questo è ciò che gli scienziati stanno facendo Laboratori Nazionali Sandia , ad Albuquerque, nel Nuovo Messico, mirano a scoprirlo costruendo un nuovo reattore in grado di rienergizzare chimicamente l'anidride carbonica.
Potenza solare: Dare gli ultimi ritocchi a un gigantesco collettore solare, che i ricercatori dei Sandia National Laboratories utilizzeranno per alimentare un nuovo reattore in grado di produrre monossido di carbonio dall'anidride carbonica. Il monossido di carbonio può quindi essere utilizzato nella fabbricazione di combustibili liquidi.
Il dispositivo utilizza una reazione termochimica a due stadi per abbattere l'anidride carbonica per produrre monossido di carbonio, afferma Nathan Siegel, un membro anziano dello staff tecnico presso il Dipartimento di tecnologie solari di Sandia e uno dei ricercatori che stanno sviluppando la tecnologia. L'anidride carbonica è un prodotto della combustione, quindi quello che stiamo facendo è invertire la combustione, dice. Il monossido di carbonio può quindi essere facilmente impiegato per produrre una gamma di combustibili diversi, tra cui idrogeno, metanolo e benzina, utilizzando tecnologie convenzionali.
All'interno del reattore Sandia, inventato dal ricercatore di Sandia Rich Diver, c'è un anello di un materiale ceramico cobalto-ferrite, che è essenzialmente costituito da ossido di ferro e cobalto. Un concentratore solare parabolico dirige la luce solare sul materiale ceramico, riscaldandolo a circa 1.500 °C e provocandone la cessione di ossigeno.
Poiché l'anello ruota continuamente, il materiale ridotto passa in una seconda camera separata contenente anidride carbonica. Rinunciando all'ossigeno, la ceramica reagisce con l'anidride carbonica sottraendogli atomi di ossigeno. Il risultato è la produzione di monossido di carbonio. Il processo è continuo, in modo che la ceramica ossidata ritorni nuovamente nella camera solare dove viene nuovamente ridotta. Funzionerà con anidride carbonica per produrre monossido di carbonio o con acqua per produrre idrogeno, afferma Siegel.
Almeno questa è la teoria. Il gruppo Sandia ha effettuato dimostrazioni di principio di varie fasi del dispositivo, ma non ha ancora dimostrato che funzionino tutte insieme. Il team sta costruendo un prototipo che sarà pronto per i test entro la tarda primavera. È costruito al 95%, afferma Siegel.
La ceramica cobalto-ferrite è stata originariamente sviluppata in Giappone ed è facile da produrre. Per massimizzare il suo effetto, il materiale è costruito in una matrice di barre incrociate di un millimetro di diametro. Questo ha l'effetto di produrre un'elevata superficie con cui reagire con l'anidride carbonica.
Entro il prossimo giugno, i ricercatori prevedono di mappare le prestazioni del reattore e, se funziona come si aspettano, una versione pratica potrebbe essere disponibile entro cinque anni.
Al momento, stiamo cercando di ottenere anidride carbonica da fonti industriali, afferma Siegel. Il vero potenziale, tuttavia, è catturare le emissioni di anidride carbonica e riutilizzarle come combustibile. Stiamo anche cercando modi per estrarre l'anidride carbonica dall'aria, dice. Ciò consentirebbe di montare il reattore ovunque, aspirando il gas serra atmosferico e trasformandolo in combustibile. Tuttavia, sottolinea Siegel, questo è in una fase di sviluppo molto precedente.
Nonostante l'enorme potenziale, attualmente ci sono pochissime ricerche per trovare modi per sfruttare l'energia solare per produrre monossido di carbonio dall'anidride carbonica, afferma Siegel. Ma tale tecnologia affronta direttamente due problemi: fare buon uso dell'anidride carbonica e trovare un modo per sfruttare al meglio la natura sporadica dell'energia solare. Offre un modo per immagazzinare questa energia solare e usarla quando lo vuoi, dice.
È un lavoro eccellente e, in linea di principio, scientificamente del tutto possibile, afferma Christian Sattler , dell'Istituto di Termodinamica Tecnica presso il Centro aerospaziale tedesco, a Colonia. La domanda è: con quale efficienza? lui dice. Quanta energia ci vuole per effettuare questa riduzione? Potrebbe essere più efficiente utilizzare l'energia solare per la produzione diretta di energia.