Produzione di metanolo dalla CO2, un passo più vicino


Schema della reazione che trasforma la CO2 in CH3OH

I professori di chimica della University of Southern California G. K. Surya Prakash e George A. Olah (quest’ultimo vincitore del premio Nobel per la chimica nel 1994) hanno avvicinato la possibilità di generare un combustibile sintetico, il metanolo (CH3OH) dall’anidride carbonica. Questo carburante è un’alternativa alla benzina fossile.

Fino ad oggi, il processo per ottenere metanolo dalla CO2 non era molto efficiente. La reazione chimica richiede alte temperature, e il catalizzatore che la permette si consuma a temperature superiori ai 150ºC. Pertanto, il rendimento della reazione è tutt’altro che soddisfacente per uno sfruttamento su larga scala.

Il metanolo è il più semplice idrocarburo possibile

La ricerca di Surya Prakash e Olah ha portato a un catalizzatore che resiste alla reazione a 150 ºC, anche a temperature più alte, senza essere consumato, quindi può essere riutilizzato fino a cinque volte con una resa accettabile. Così, è possibile catturare il 79% della CO2 e convertirla in metanolo, anche se disciolta in acqua. Per separare l’acqua dal metanolo, basta un semplice processo di distillazione.

Per elaborare ulteriormente, gli scienziati hanno introdotto aria ordinaria in una soluzione acquosa di pentaetilene-esamina (C10H28N6). Il catalizzatore, insieme a una temperatura di 125-165 gradi, rompe i legami covalenti della CO2 e ottiene la miscelazione tra metanolo e acqua. Il processo industriale basato su questa scoperta è ancora lontano 5-10 anni, è stato riprodotto in laboratorio.

I dettagli del lavoro sono disponibili nel Journal of the American Chemical Society del 29 dicembre 2015. Il processo deve essere raffinato per essere utilizzato su scala industriale. Rispetto ai processi attuali, la novità sta in una temperatura di reazione più bassa, per cui è necessaria meno energia.

Quando il metodo di produzione sarà perfezionato, una fonte di energia rinnovabile e l’aria comune saranno sufficienti per la produzione di metanolo. Anche se è difficile produrne abbastanza per sostituire il consumo di benzina, è una manna per il pianeta. Sarà economicamente più redditizio quando un barile di petrolio salirà di nuovo.

Molto poche auto possono usare metanolo puro, come una versione della Fiat Panda. I motori a benzina possono usarlo se viene miscelato in piccole quantità

Il metanolo non è solo utile come sostituto della benzina, ma ha anche applicazioni nell’industria chimica per la produzione di etilene e propilene, usati nella produzione della plastica. Il metodo riesce a prendere due piccioni con una fava.

Questa tecnica si chiama ETL, Emissions To Liquid

Non solo produce una diminuzione – anche se molto piccola – della concentrazione di CO2 nell’atmosfera, ma produce anche un carburante totalmente rinnovabile e potenzialmente infinito. Inoltre, le emissioni inquinanti quando si usa il metanolo sono molto più basse di quelle della benzina fossile.

I carburanti sintetici sono un’altra possibile soluzione per affrontare le future carenze di petrolio, riducendo l’effetto serra, legato alla crescente concentrazione di CO2 nell’atmosfera per mano dell’uomo. Questa concentrazione è cresciuta dall’inizio della rivoluzione industriale, fino a 400 parti per milione (PPM).

Impianto di produzione di metanolo George Olah (Islanda)

L’esperienza islandese

A Grindavik (Reykjanes, Islanda) è il più grande impianto di produzione di metanolo sintetico del mondo, ed è stato anche il primo. La costruzione è iniziata nell’ottobre 2009 ed è stata completata nell’aprile 2012. La struttura è costata 8 milioni di dollari. L’impianto si chiama George Olah, come lo scienziato.

L’impianto produce un milione di litri di metanolo per ogni 1,1 mila tonnellate di CO2

L’impianto è alimentato da energia geotermica, quindi non produce emissioni inquinanti. Il residuo del processo è semplicemente ossigeno, una specie di fotosintesi artificiale. Il metanolo prodotto viene miscelato con la benzina, in conformità con le normative dell’UE, che richiedono carburanti con una frazione di origine rinnovabile fino al 3%.

Poiché il metanolo è biodegradabile, ha un numero di ottano più alto ed è meno infiammabile della benzina, la gestione del carburante è più sicura. Per l’uso automobilistico non comporta alcun rischio, inoltre, le camere di combustione del motore ne sono grate: la combustione è più completa e omogenea, e dal tubo di scarico esce un’aria un po’ più pulita.

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