Ricercatori della UCLA usano l’elettricità per generare un carburante alternativo

 

Ricercatori della UCLA usano l'elettricità per generare un carburante alternativo

Ricercatori della UCLA usano l’elettricità per generare un carburante alternativo

di Wileen Wong Kromhout

Immaginate di poter usare l’elettricità per alimentare la vostra auto, anche se non è un veicolo elettrico. Ricercatori alla UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science, per la prima volta hanno dimostrato un metodo per convertire l’anidride carbonica in carburante liquido, isobutanolo, usando l’elettricità.

Oggi l’energia elettrica generata con vari metodi, è ancora difficile da immagazzinare efficientemente. Le batterie chimiche, il pompaggio idraulico e la separazione dell’acqua, soffrono di bassa densità d’immagazzinamento energetico o di incompatibilità con l’attuale infrastruttura di trasporto. In uno studio pubblicato il 30 marzo nel journal Science, James Liao (UCLA’s Ralph M. Parsons Foundation Chair in Chemical Engineering) e il suo team, hanno mostrato un metodo per conservare l’energia elettrica come energia chimica in alcol superiori, che possono essere usati come carburanti di trasporto liquidi. “Il metodo corrente per conservare l’elettricità sono le batterie agli ioni di litio, in cui la densità è bassa, ma quando la conservi in un carburante liquido, la densità potrebbe essere davvero molto alta”, ha detto Liao. “Inoltre, abbiamo la possibilità di usare l’elettricità come carburante per il trasporto, senza cambiare l’infrastruttura attuale”. Liao e il suo team, hanno ingegnerizzato geneticamente un microorganismo litoautotrofico conosciuto come Ralstonia eutropha H16, per produrre isobutanolo e 3-methyl-1-butanolo in un elettro-bioreattore usando l’anidride carbonica come unica fonte di carbonio e l’elettricità come unica fonte di energia. La fotosintesi è il processo del convertire l’energia della luce in energia chimica e immagazzinarla nei legami di zucchero. La fotosintesi si divide in due parti, una reazione alla luce e una nell’oscurità. La reazione allal luce converte l’energia della luce in energia chimica e deve avvenire alla luce. La reazione al buio, che converte CO2 in zucchero, non necessita di luce diretta.

“Siamo riusciti a separare la reazione alla luce da quella al buio e invece di usare la fotosintesi biologica, stiamo usando pannelli solari per convertire la luce del sole in energia elettrica, quindi in un prodotto chimico intermedio e usando questo per alimentare la fissazione di anidride carbonica e produrre il carburante”, ha detto Liao. “Questo metodo potrebbe essere più efficiente del sistema biologico.” Liao ha spiegato che con i sistemi biologici, le piante usate richiedono grandi aree di terra agricola. Tuttavia, dato che il metodo di Liao non richiede che le reazioni alla luce e le reazioni al buio avvengano assieme, i pannelli solari, per esempio, possono essere posizionati nel deserto o sui tetti. Teoricamente, l’idrogeno generato con elettricità solare può alimentare la conversione di CO2 nei microorganismi litoautotropici ingegnerizzati per sintetizzare carburanti liquidi a grande densità di energia. Però la bassa solubilità, la bassa frequenza di trasferimento di massa e le problematiche di sicurezza dell’idrogeno, limitano l’efficienza e la scalabilità di tali processi. Il team di Liao ha invece scoperto che l’acido formico può essere un sostituto valido e un vettore di energia efficiente.

“Invece di usare l’idrogeno, usiamo l’acido formico come intermediario”, ha detto Liao. “Usiamo l’elettricità per generare acido formico e quindi usiamo l’acido formico per alimentare la fissazione di CO2 nei batteri al buio, per produrre isobutanolo e alcol superiori”. La produzione elettrochimica di formiato e la fissazione biologica di CO2 e la sintesi di alcol superiori, ora aprono la possiblità della bioconversione di CO2 tramite elettricità in varie sostanze chimiche. Inoltre, la trasformazione di formiato in carburante liquido giocherà anche un ruolo importante nel processo di raffinazione di biomasse, secondo Liao. “Abbiamo dimostrato il principio, ora pensiamo di aumentare la scala”, ha detto. “Questo è il prossimo passo”.

Lo studio è stato finanziato da una sovvenzione da parte del Dipartimento dell’Energia USA, Advanced Research Projects Agency–Energy (ARPA–E)

Fonte
Vedi anche

About the Author
Richard

La mia natura mi spinge a rispondere, fin dall'infanzia, a tante domande che la vita ci mette sotto gli occhi, una "complicazione" che ritengo missione fondamentale ed essenziale per realizzarci come singoli e come umanità su questo granello di polvere nell'Universo. Amo praticare lo sport e giocare ai videogames, magari con birra e patatine.