Un nuovo catalizzatore sta trasformando con successo l’anidride carbonica in carburante
La svolta riguarda un nuovo tipo di catalizzatore in grado di contrastare la tenace molecola di anidride carbonica. Gli scienziati hanno ideato una miscela composita metallica advert alta entropia, spesso utilizzando metalli come ferro o cobalto, che fa funzionare meglio il processo di idrogenazione. Questo processo si traduce in idrocarburi a catena lunga che sono direttamente compatibili con i motori normali. Secondo il rapporto in EurekalertIn questa configurazione, l’anidride carbonica e l’idrogeno vengono messi sotto pressione e riscaldati in una reazione a flusso continuo, producendo una produzione costante di 110 libbre di carburante sintetico ogni 24 ore.
Come catalisi tandem sconfigge il calore elevato
Per convertire efficacemente l’anidride carbonica, è fondamentale superare i limiti termodinamici legati alla rottura del legame della CO. Oggi, la ricerca si è orientata verso l’utilizzo di materiali abbondanti sulla Terra per catalizzare processi termici ed elettrochimici, come osservato nella ricerca sulla Royal Society of Chemistry. Questo spostamento aiuta a ridurre considerevolmente l’energia di attivazione necessaria. Un altro approccio prevede la catalisi tandem, in cui più siti attivi operano uno dopo l’altro. Gli scienziati utilizzano questo metodo per decomporre l’anidride carbonica e allo stesso tempo formare catene di idrocarburi. Questa sofisticata architettura molecolare nell’ingegneria molecolare mantiene le reazioni efficienti a livello industriale senza bisogno del calore estremo tipicamente richiesto per produrre combustibili sintetici nel modo tradizionale.
Il parametro dietro 110 libbre di produzione giornaliera
Passare dai grammi alla produzione di 110 libbre al giorno è un modo per misurare la “resa spazio-temporale” (STY), che esamina la produttività di un reattore nel tempo. Per raggiungere questo livello di produzione è necessario un catalizzatore che possa mantenere la sua struttura quando è sotto pressione e flusso costanti. Deve anche prevenire il “coking”, o accumulo di carbonio, che spesso chiude i siti metallurgici, come osservato nella rivista Frontiers in Chemistry. L’uso di supporti con ampie superfici, come zeoliti o strutture metallo-organiche, spesso aiuta a ospitare questi catalizzatori. Questa configurazione consente la massima conversione molecolare ogni secondo, raggiungendo l’impegnativo obiettivo di 50 chilogrammi di produzione giornaliera.
Perché i carburanti sintetici liquidi sono essenziali per i trasporti
Questo metodo “aria-tank” è un ottimo esempio di come possiamo trasformare le emissioni in energia liquida, rendendo possibile un’economia circolare del carbonio. Se l’idrogeno proviene dall’elettrolisi alimentata da fonti rinnovabili, il carburante prodotto diventa quasi a zero emissioni di carbonio. Ciò è fondamentale per settori come l’aviazione e la navigazione pesante perché le batterie attuali sono troppo pesanti o non abbastanza efficienti per sostituire i combustibili liquidi. Una singola unità pilota può convertire ogni giorno 110 libbre di anidride carbonica in carburante, il che aiuta in modo significativo a ridurre l’impronta di carbonio locale di un impianto industriale.
