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AvanTILa torre solare che produce carburante per aerei a zero emissioni

26.08.22 - 08:00
Progettato un sistema che riesce a produrre syngas da cui si ottiene cherosene per jet usando acqua, CO2 e luce solare.
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La torre solare che produce carburante per aerei a zero emissioni
Progettato un sistema che riesce a produrre syngas da cui si ottiene cherosene per jet usando acqua, CO2 e luce solare.

I ricercatori del Politecnico di Zurigo hanno realizzato presso l'IMDEA Energy Institute in Spagna una torre solare termica pilota che riesce a produrre carburante per aerei utilizzando CO2, acqua la luce del sole. Lo studio, pubblicato sulla rivista Joule, potrebbe aiutare l’industria aeronautica a diventare carbon neutral.

Negli ultimi anni le compagnie aeree si sono avvicinate ai carburanti a emissioni zero, chiamati SAF (Sustainable Aviation Fuel), come ad esempio il syngas, dove un elettrolizzatore ottiene l’idrogeno dall’acqua che viene miscelato con il monossido di carbonio. Il syngas può essere raffinato in combustibili, ma ci sono perdite di energia in tutti i passaggi del processo. La torre sperimentale installata in Spagna vuole semplificare i passaggi dell’ossidoriduzione sfruttando direttamente l’energia termica del sole.

L’impianto è costituito da 169 pannelli riflettenti, ognuno con una superficie di tre metri quadrati, che seguono il percorso del sole e reindirizzano la sua luce in un foro di 16 cm di un reattore solare posto in cima alla torre alta 15 metri. Questo reattore riceve in media circa 50 kW di energia solare termica. L’energia solare concentrata guida quindi i cicli di reazione di riduzione dell’ossidazione (redox) nel reattore solare, che contiene una struttura porosa fatta di ceria, che non viene consumata ma può essere adoperata più volte.

La ceria converte l’acqua e la CO2 iniettati nel reattore in syngas. In seguito, il syngas viene inviato in un convertitore gas-liquido (GtL) posto ai piedi della torre, dove viene infine trasformato in combustibili a base di idrocarburi liquidi che includono cherosene e diesel. Nello specifico, l’unità GtL ha ottenuto una componente liquida contenente il 16% di cherosene e il 40% di gasolio e una paraffina composta dal 7% di cherosene e il 40% di gasolio. I ricercatori hanno affermato che il cherosene prodotto è compatibile con l’infrastruttura aeronautica per lo stoccaggio esistente e può essere miscelato con il cherosene di origine fossile.

La torre ha eseguito, per nove giorni, da sei a otto cicli al giorno. Ogni ciclo è durato in media 53 minuti, e l’esperimento ha occupato complessivamente 55 ore. Durante i nove giorni sono stati prodotti 5.191 litri di syngas e l’efficienza energetica del reattore solare, la parte dell’energia solare immessa che viene convertita nel contenuto energetico del syngas prodotto, è stata di circa il 4%. Tuttavia, i ricercatori hanno dichiarato che stanno lavorando per arrivare a un’efficienza di oltre il 20% recuperando più calore e facendo modifiche al componente in ceria per l’ossidoriduzione.

«Con la nostra tecnologia solare, abbiamo dimostrato che possiamo produrre cherosene sintetico da acqua e CO2 invece di guidarlo dai combustibili fossili. La quantità di CO2 emesso durante la combustione del cherosene in un motore a reazione è uguale a quello consumato durante la sua produzione nell’impianto solare», ha afferma Aldo Steinfeld, professore dell’ETH di Zurigo e autore principale della ricerca. «Ciò rende il carburante neutrale, soprattutto se utilizziamo CO2 catturata direttamente dall’aria come ingrediente, si spera in un futuro non troppo lontano».

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