I ricercatori della WVU sembrano troppo bassi

I ricercatori del WVU Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources stanno cercando modi per creare energia dall'idrogeno da materie prime di biomassa, ricerca con il sostegno finanziario del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. (Foto WVU)

Presso il Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources della West Virginia University, un gruppo di ingegneri scommette sulla promessa combinata di due percorsi verso l’energia a zero emissioni di carbonio: idrogeno e biomassa.

Debangsu Bhattacharyya, professore di ingegneria dei materiali plastici di GE, sta guidando la ricerca per creare energia da idrogeno da materie prime di biomassa con il supporto di circa 1,5 milioni di dollari da parte del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

Quando ricercatori e leader del settore parlano di fonti di carburante per un futuro di energia pulita, molte conversazioni ruotano attorno alla capacità dell’idrogeno liquido e gassoso di sostituire i combustibili fossili come fonte di energia per qualsiasi cosa, dalle automobili e dagli aerei all’elettricità utilizzata dalle case e dalle imprese. Altre conversazioni si concentrano sulla “biomassa”: legno, panico verga, letame e altri materiali organici che sequestrano l’anidride carbonica e possono essere utilizzati come combustibile per generare energia.

Bhattacharyya, insieme ai colleghi John Hu, titolare della cattedra di ingegneria per l'utilizzo del gas naturale, e Oishi Sanyal, assistente professore, stanno utilizzando questi due percorsi per produrre energia verde. Stanno studiando come realizzare questa trasformazione in modo efficiente ed economico attraverso un processo chiamato gassificazione.

Bhattacharyya ha spiegato che la gassificazione avviene quando materiali carboniosi come la biomassa vengono sottoposti ad alta temperatura in presenza di agenti gassificanti come vapore o anidride carbonica. Il processo produce gas, come idrogeno e anidride carbonica, che possono essere separati e catturati.

Egli ritiene che il percorso dalla biomassa all'idrogeno sia una delle tecnologie leader di domani per la generazione di idrogeno pulito. Ma prima, il suo team deve sviluppare un sistema di gassificazione che sia considerevolmente più piccolo e più conveniente rispetto alle attuali tecnologie per la gassificazione della biomassa.

Bhattacharyya immagina un gassificatore in grado di generare idrogeno ultrapuro classificato per l’uso nelle celle a combustibile, sequestrando al contempo l’anidride carbonica, gas serra.

"La gassificazione non è una novità, ma gli attuali sistemi di gassificazione commerciale sono generalmente grandi e ad alta intensità di capitale, il che li rende commercialmente meno attraenti.

“Se la biomassa vuole decollare come materia prima per la produzione di combustibile a idrogeno”, ha detto Bhattacharyya, “i gassificatori devono diventare più economici e più modulari, in modo da poter essere installati in luoghi distribuiti, piuttosto che in una grande struttura in una posizione centrale. La produzione distribuita di idrogeno può anche alleviare in gran parte i problemi legati al trasporto e allo stoccaggio dell’idrogeno”.

Le economie di scala fanno sì che gli impianti chimici più grandi godano di vantaggi finanziari rispetto ai loro omologhi più piccoli, ma Bhattacharyya sta adottando diversi approcci innovativi per garantire che i suoi progetti siano economicamente vantaggiosi.

Il suo team utilizzerà una tecnologia chiamata “nuovo catalizzatore multifunzionale”, che può funzionare a temperature più basse rispetto agli attuali sistemi di gassificazione commerciale, massimizzando al tempo stesso la produzione.

Guarderanno anche a un gassificatore altamente “intensificato” che contenga più operazioni di unità in una singola unità e produca “idrogeno ultrapuro direttamente dal gassificatore stesso”, ha detto.

“Si prevede che la nostra tecnologia proposta sarà altamente compatta e implementabile senza molto ingombro, rendendola un approccio fattibile per la produzione di idrogeno su scala di strutture municipali, ad esempio”.

Bhattacharyya ha spiegato che i ricercatori condurranno esperimenti e svilupperanno modelli matematici "al fine di comprendere le centinaia di variabili progettuali e operative in gioco. Con tali informazioni, possiamo migliorare l'economia del processo della tecnologia verde per la produzione di idrogeno".

"Affrontare il riscaldamento globale è una priorità assoluta", ha affermato Bhattacharyya. “Crediamo che questo progetto svolgerà un ruolo fondamentale nel generare risorse energetiche che siano verdi, convenienti, sicure, affidabili e resilienti”.