CO2-Combustibile neutro dal punto di vista della CO2 dall'aria e dalla luce del sole
I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato una tecnologia che produce combustibili liquidi dalla luce solare e dall'aria. Per la prima volta al mondo, stanno dimostrando l'intera catena del processo termochimico in condizioni reali. La nuova mini-raffineria solare si trova sul tetto del Laboratorio Macchine dell'ETH di Zurigo.
CO2-I carburanti neutrali sono di importanza centrale per un'aviazione e una navigazione più sostenibili. I ricercatori dell'ETH hanno costruito un impianto solare che può essere utilizzato per produrre carburanti liquidi sintetici che emettono solo una quantità di CO2 come in precedenza veniva estratto dall'aria. CO2 e acqua vengono separati direttamente dall'aria ambiente e scomposti utilizzando l'energia solare. Il prodotto è il syngas, una miscela di idrogeno e monossido di carbonio, che viene poi trasformato in paraffina, metanolo o altri idrocarburi. Questi possono essere utilizzati direttamente nell'infrastruttura di trasporto globale esistente.
"Con questo impianto stiamo dimostrando che la produzione di combustibile sostenibile dalla luce solare e dall'aria funziona anche in condizioni reali", spiega Aldo Steinfeld, professore di Fonti energetiche rinnovabili presso l'ETH di Zurigo, che ha sviluppato la tecnologia con il suo gruppo di ricerca, e sottolinea la particolarità dell'impianto: "Il processo termochimico utilizza l'intero spettro solare e funziona ad alte temperature. L'impianto di ricerca si trova nel centro di Zurigo ed è utilizzato dall'ETH di Zurigo per portare avanti la ricerca sui combustibili sostenibili in loco.
Piccolo impianto dimostrativo - grande potenziale
La mini-raffineria solare sul tetto dell'ETH dimostra la fattibilità della tecnologia - anche nelle condizioni climatiche di Zurigo - e produce circa un decilitro di carburante al giorno. Steinfeld e il suo gruppo stanno già realizzando il reattore solare su larga scala nell'ambito del progetto UE. pagina esternadal sole al liquido vicino a Madrid. L'impianto a torre solare di Madrid viene presentato oggi al pubblico contemporaneamente alla mini-raffineria di Zurigo.
Il prossimo obiettivo è scalare la tecnologia a dimensioni industriali e raggiungere la competitività. "Un impianto solare di un chilometro quadrato potrebbe produrre 20.000 litri di paraffina al giorno. In teoria, un impianto delle dimensioni della Svizzera o di un terzo del deserto del Mojave in California potrebbe coprire il fabbisogno di paraffina dell'intera industria aeronautica. "L'obiettivo è quello di utilizzare la nostra tecnologia per produrre in futuro carburanti sostenibili in modo efficiente, contribuendo così a ridurre le emissioni globali di CO2-", afferma Philipp Furler, direttore (CTO) di Synhelion ed ex dottorando del gruppo di Steinfeld.
Già due spin-off
Dal gruppo di ricerca di Aldo Steinfeld sono nate due aperture: pagina esternaSinelio è stato fondato nel 2016 e sta lavorando per portare sul mercato la tecnologia per la produzione di combustibili solari. pagina esternaClimeworks è stata fondata nel 2010 e commercializza la tecnologia per la cattura della CO2 Direttamente dall'aria.
Come funziona la nuova mini-raffineria solare
La catena di processo del nuovo impianto integra tre processi di conversione termochimica: In primo luogo, la cattura di CO2 e acqua dall'aria, in secondo luogo la scissione termochimica solare della CO2 e acqua e, in terzo luogo, la successiva liquefazione in idrocarburi. Attraverso un processo di adsorbimento-desorbimento, la CO2 e acqua direttamente dall'aria ambiente. Entrambi vengono immessi nel reattore solare nel fuoco di un riflettore parabolico. La radiazione solare viene concentrata 3.000 volte dallo specchio parabolico, catturata all'interno del reattore e convertita in calore di processo a una temperatura di 1.500 gradi Celsius. Il cuore del reattore è costituito da una speciale struttura ceramica in ossido di cerio. Qui, in una reazione a due fasi nota come ciclo redox, l'acqua e la CO2 e produrre syngas. La miscela di idrogeno e monossido di carbonio può essere ulteriormente trasformata in combustibili liquidi utilizzando il metanolo convenzionale o la sintesi Fischer-Tropsch.