Carburante per aerei dalla CO2? Gli scienziati sono sempre più vicini, anche grazie ai nuovi catalizzatori

Carburante per aerei dalla CO2? Gli scienziati sono sempre più vicini, anche grazie ai nuovi catalizzatori

I carburanti carbonio neutrali sono attualmente il sacro graal per il trasporto aereo, responsabile di una buona fetta delle emissioni di CO2: gli scienziati sono alla ricerca di un metodo per convertire l'anidride carbonica in jet fuel. Nuovi catalizzatori hanno dimostrato prestazioni interessanti

di pubblicata il , alle 18:41 nel canale Scienza e tecnologia
 

La società moderna ha basato e continua a basare una buon fetta del suo sviluppo sullo sfruttamento dei carburanti fossili. Da diversi anni è chiaro che l'impatto sull'ambiente dei derivati del petrolio è molto forte e la continua immissione di gas serra nell'atmosfera è una delle cause antropiche del riscaldamento globale. Bruciando combustibili di origine fossile vengono rilasciate nell'ambiente grandi quantità di anidride carbonica, che nei millenni era stata intrappolata sotto forma di petrolio e gas naturale nel sottosuolo.

I carburanti carbonio neutrali sono quindi attualmente il santo graal per il trasporto, soprattutto quello aereo, che è responsabile di una buona fetta delle emissioni di CO2. Gli scienziati studiano il tema della produzione di carburanti a partire dalla CO2 catturata dall'atmosfera da anni, ma finalmente ora sembra esserci una strada molto promettente per questa metodologia, che in molti considerano l'unica via percorribile per rendere l'aviazione carbon-neutral, visto che attualmente lo sviluppo di aerei elettrici vede nella bassa densità di energia per unità di peso delle batterie un limite difficile da superare.

Catalizzatori Potassio-Ferro- Manganese per convertire la C02 in cherosene

Il processo è quello dell'idrogenazione della CO2 a ottenere molecole più complesse di idrocarburi, come alcani, cicloalcani e olefine, oltre a sottoprodotti come alcool e acidi. Ci sono metodi diretti e indiretti per il processo di idrogenazione. I più promettenti sono quelli che vedono l'utilizzo di catalizzatori a base ferrosa e proprio da qui arriva la novità.

La scoperta degli scienziati dell'Università di Oxford, riportata su Nature, risiede in un metodo di produzione di una classe di catalizzatori Potassio-Ferro- Manganese (Fe–Mn–K) tramite il processo Organic-Combustion Method (OCM). Da un lato la produzione dei catalizzatori è abbastanza semplice e può essere portata a termine in una soluzione di acido citrico, dall'altro i catalizzatori stessi hanno dimostrato buone rese e buona selettività nel processo di idrogenazione della CO2, in condizioni di pressione e temperatura abbastanza normali per i tradizionali processi industriali.

Gli scienziati hanno ottenuto una conversione della CO2 in composti utilizzabili come carburante pari al 38,2%, contro rese del 28,6% nelle reazioni portate a termine con catalizzatori della stessa classe prodotti con metodi tradizionali. Gli scienziati hanno rilevato anche una migliore selettività nella produzione di idrocarburi C8–C16 (in cui il numero indica la lunghezza della catena di atomi di carbonio), quelli utilizzati come Jet Fuel.

Al momento le reazioni sono state portate a termine in laboratorio su piccole quantità, ma gli scienziati stimano possano scalare su quantitativi maggiori in modo più semplice rispetto ai metodi precedenti.

Questi studi sulla conversione dell'anidride carbonica in carburante potrebbero aprire finalmente la strada a un'economia circolare anche nel mondo dei trasporti, in particolare quelli per via aerea, permettendo di diminuire in modo efficace l'impronta ambientale delle emissioni di gas serra. Per compensare le emissioni di CO2 si è parlato molto di tecnologie di intrappolamento del biossido di carbonio, ma trovare un modo per riutilizzarlo direttamente e portare (alla lunga naturalmente) a un 'bilancio zero' in termini di immissione di anidride carbonica nell'ambiente potrebbe essere un passo importante.

Naturalmente di tratta di processi che richiedono energia ed è fondamentale che anche la produzione di energia elettrica e dell'idrogeno necessario per il processo di idrogenazione siano a emissioni zero affinché il bilancio possa stare in piedi. Ma la strada tracciata è certamente interessante.

23 Commenti
Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - info
battalion7529 Dicembre 2020, 21:58 #1
cavolo questo si che è interessante!chissa se si riesce a utilizzare a livello industriale per generare corrente!o nel campo automobilistico!
Notturnia29 Dicembre 2020, 23:15 #2
se ne sente parlare da anni.. saranno 13 anni che leggo di questo.. forse anche prima.. ma non so se quando riusciranno a portarlo a realtà questo progetto.. e se sarà utile o sarà diventato inutile..
nickname8830 Dicembre 2020, 01:36 #3
The Trains is the way
Cominciassero a sfoltire le flotte a livello di numero fisico per ridurre l'inquinamento, usando gli aerei solo quando c'è il mare da attraversare.
RM1030 Dicembre 2020, 09:15 #4
Originariamente inviato da: nickname88
The Trains is the way
Cominciassero a sfoltire le flotte a livello di numero fisico per ridurre l'inquinamento, usando gli aerei solo quando c'è il mare da attraversare.


E che comincino allora anche a fare gli interventi necessari sulla rete ferroviaria!

Ci sono zone d'Italia dove il doppio binario è un'utopia, fino ad arrivare al caso limite della Sardegna dove il 70% del tracciato a scartamento ordinario risale a fine Ottocento, con traversine in legno e binario singolo. E ovviamente 0 km di elettrificazione in tutta l'isola. Per portare la rete sarda ordinaria alla qualità media italiana (manco europea) servono circa 2 miliardi di euro (stima 2016 circa). Chissà se coi soldi del Recovery Fund si ricorderanno anche di questo... sarebbe centrare in un sol colpo due obiettivi definiti primari dal medesimo patto: trasporti pubblici e transizione verde.
Opteranium30 Dicembre 2020, 09:23 #5
Originariamente inviato da: RM10
E che comincino allora anche a fare gli interventi necessari sulla rete ferroviaria!

Ci sono zone d'Italia dove il doppio binario è un'utopia, fino ad arrivare al caso limite della Sardegna dove il 70% del tracciato a scartamento ordinario risale a fine Ottocento, con traversine in legno e binario singolo. E ovviamente 0 km di elettrificazione in tutta l'isola. Per portare la rete sarda ordinaria alla qualità media italiana (manco europea) servono circa 2 miliardi di euro (stima 2016 circa). Chissà se coi soldi del Recovery Fund si ricorderanno anche di questo... sarebbe centrare in un sol colpo due obiettivi definiti primari dal medesimo patto: trasporti pubblici e transizione verde.

parli della sicilia, regione in cui neanche riescono a riscuotere le multe comunali e dove Catania ha una voragine di bilancio di 1,6 miliardi?
RM1030 Dicembre 2020, 09:30 #6
Se non altro in Sicilia la linea PA-CT è elettrificata. Sì a binario singolo ma almeno c'è la corrente. In Sardegna solo Diesel, alla faccia del "gggreeeeeeeennnnn", "no-cioddddduuueeeee", e altre splendide parole quaquaraqua.
io78bis30 Dicembre 2020, 09:52 #7
Originariamente inviato da: RM10
Se non altro in Sicilia la linea PA-CT è elettrificata. Sì a binario singolo ma almeno c'è la corrente. In Sardegna solo Diesel, alla faccia del "gggreeeeeeeennnnn", "no-cioddddduuueeeee", e altre splendide parole quaquaraqua.


A quel punto forse meglio sostituire i treni diesel con quelli ad idrogeno
LMCH30 Dicembre 2020, 17:57 #8
Se la cosa è fattibile mi sa che le prime applicazioni le si vedrà sulle portaerei statunitensi classe Nimitz e Ford (e forse anche sulla Charles De Gaulle francese).

Visto che sono alimentate con reattori nucleari con potenza in eccesso rispetto al funzionamento "normale", possono ridurre lo spazio interno riservato alle cisterne di carburante avio per gli aerei ed installare un impianto di quel tipo, guadagnando in autonomia operativa senza rifornimenti (e riducendo anche le operazioni di rifornimento da nave a nave).
nickname8830 Dicembre 2020, 18:09 #9
Originariamente inviato da: LMCH
Se la cosa è fattibile mi sa che le prime applicazioni le si vedrà sulle portaerei statunitensi classe Nimitz e Ford (e forse anche sulla Charles De Gaulle francese).

Visto che sono alimentate con reattori nucleari con potenza in eccesso rispetto al funzionamento "normale", possono ridurre lo spazio interno riservato alle cisterne di carburante avio per gli aerei ed installare un impianto di quel tipo, guadagnando in autonomia operativa senza rifornimenti (e riducendo anche le operazioni di rifornimento da nave a nave).
Le portaerei sono mezzi militari e come tutti gli altri mezzi di questo tipo di certo non devono far fronte a compromessi se questi ultimi compromettono la loro capacità bellica. Soprattutto se parliamo di compromessi per scopi ambientalisti che di fronte ai bisogni bellici viene sicuramente molto dopo, specie per gli USA, per la Russia e prossimamente per la Cina.

"Potenza in eccesso" ? Non è una nave da crociera, la propulsione nucleare serve a conferire alla nave un autonomia illimitata, ( senza contare l'affidabilità ) soprattutto poi ai sommergibili di grandi dimensioni. Inoltre permette di erogare la potenza necessaria per poter viaggiare a velocità più sostenute, cosa non da poco in un teatro militare dove se la nave giunge a destinazione un giorno prima può fare la differenza.

La propulsione nucleare quindi non si batte, l'unico difetto di quest'ultima è l'impossibilità di spegnerli anche quando il mezzo è completamente fermo, ma non per una questione di inquinamento a cui frega meno dei rotoli di carta igienica, ma per un discorso di rumorosità e quindi di rilevazione ai sonar da parte dei sommergibili, per le navi nemmeno questo problema esiste.

Se parliamo di potenza in eccesso quindi dovremmo limitare anche le performance dei motori dei caccia ?
A questo punto realizziamo solo droni subsonici.
LMCH30 Dicembre 2020, 19:41 #10
Originariamente inviato da: nickname88
Le portaerei sono mezzi militari e come tutti gli altri mezzi di questo tipo di certo non devono far fronte a compromessi se questi ultimi compromettono la loro capacità bellica.


Mi sa che non sono stato abbastanza chiaro, un impianto del genere per la produzione di carburante (che nell'articolo dicono in particolare possa produrre carburante per jet) farebbe molto comodo su una portaerei nucleare, perchè i reattori hanno potenza in eccesso per far funzionare l'impianto in modo da produrre carburante per gli aerei imbarcati.


Sulle portaerei si deve sempre riservare un bel pò di tonnellaggio alle cisterne del carburante per gli aerei ed in condizioni operative anche procedere a rifornimenti di carburante, munizioni (bombe, missili, munizioni, flares,chaff), vettovaglie ed altro da navi di supporto logistico alla portaerei.
Con un sintetizzatore di carburante a bordo, anche tenendo conto del volume richiesto dall'impianto di sintesi, si può ridurre lo spazio dedicato alle cisterne di carburante avio ed usarlo per immagazzinare altro o guadagnare spazio negli hangar.
In questo modo una portaerei ed il suo gruppo aereo può compiere missioni più lunghe senza dover essere rifornita (con i tempi ed i costi aggiuntivi dei rifornimenti) e la marina alla lunga spende meno in carburante (se lo produce da se usando la potenza in surplus dei reattori nucleari).

Devi effettuare il login per poter commentare
Se non sei ancora registrato, puoi farlo attraverso questo form.
Se sei già registrato e loggato nel sito, puoi inserire il tuo commento.
Si tenga presente quanto letto nel regolamento, nel rispetto del "quieto vivere".

La discussione è consultabile anche qui, sul forum.
 
^