Biocatrame, da rifiuto tossico a fonte di energia pulita
È un residuo “scomodo” derivante dal processo di riscaldamento della biomassa – legno, residui colturali e altre materie organiche – per la produzione di energia: si chiama bio-tar, o biocatrame, e si tratta di un sottoprodotto appiccicoso e tossico che ostruisce facilmente le condutture, danneggia le attrezzature e inquina l’atmosfera. Per decenni i ricercatori hanno cercato modi per neutralizzarlo o eliminarlo, e oggi forse ci sono riusciti: un gruppo di scienziati della Chinese Academy of Agricultural Science sostiene infatti di aver finalmente ideato un nuovo approccio non solo per sbarazzarsene, ma per trasformarlo in risorsa. In un articolo pubblicato sulla rivista Biochar, gli esperti cinesi hanno infatti illustrato un metodo per trasformare il biocatrame in “biocarbonio”, un materiale che potrebbe trovare applicazioni nel settore della purificazione dell’acqua e dello stoccaggio di energia.
“Il nostro lavoro” ha spiegato Zonglu Yao, uno degli autori della ricerca appena pubblicata, “mostra che la trasformazione del biocatrame in biocarbonio non solo risolva un problema tecnico per l’industria bioenergetica, ma apra le porte alla produzione di materiali carboniosi avanzati con elevato valore economico”.
Nel loro lavoro, gli scienziati hanno esaminato attentamente le reazioni chimiche e i componenti del biocatrame, in particolare quelli ricchi di ossigeno come carbonili e furani: si tratta di sostanze che promuovono naturalmente la polimerizzazione, il processo in cui molecole piccole si legano tra loro per formare strutture più grandi e stabili. L’analisi ha mostrato che regolando attentamente temperatura, tempo di reazione e additivi è possibile “trasformare” il biocatrame in biocarbonio con proprietà personalizzate, in particolare elevato contenuto di carbonio, basso contenuto di ceneri e altre caratteristiche strutturali che lo rendono particolarmente adatto al riutilizzo in altri ambiti.
Secondo i ricercatori, il biocarbonio così ottenuto potrebbe fungere da base per assorbenti per la purificazione di acqua e aria, intrappolando nutrienti pesanti e contaminanti organici, ma anche da materiale per elettrodi per supercondensatori di nuova generazione (essenziali per l’accumulo di energia rinnovabile) e per catalizzatori che accelerano le reazioni chimiche industriali in modo più sostenibile rispetto alle opzioni “tradizionali” basate sui combustibili fossili. Infine, ultimo ma non meno importante, il biocarbonio potrebbe essere usato anche per la realizzazione di combustibili con minori emissioni di ossidi di azoto e di zolfo e di altre sostanze nocive.
A fare da contraltare a queste promesse, però, restano ancora da risolvere diverse sfide e complessità scientifiche e tecnologiche. Il processo suggerito per la conversione del biocatrame e per il controllo completo del processo di polimerizzazione richiede un’alta precisione e al momento ancora non è possibile pensare a una sua estensione su larga scala: a questo proposito, gli autori del lavoro hanno in mente, come prossima fase della ricerca, di combinare nuovi esperimenti di laboratorio con simulazioni computerizzate per ottimizzare i percorsi di reazione e progettare biocarbonio con funzioni più specifiche.
“La polimerizzazione del biocatrame”, ha concluso Yuxan Sun, un altro ricercatore coinvolto nello studio, corroborando quanto affermato del suo co-autore, “non ha solo a che fare con il trattamento di questa sostanza di scarto, ma rappresenta anche una nuova frontiera per la creazione di nuovi materiali sostenibili a base di carbonio. Speriamo che con ulteriori ricerche questo approccio possa migliorare significativamente l’efficienza dei sistemi energetici a biomassa, fornendo al contempo nuovi strumenti per la tutela ambientale e per le tecnologie pulite”. LEGGI TUTTO