Produrre combustibili dalla CO2 a impatto zero

Produrre combustibili
La Royal Society of Chemistry ha premiato una ricerca internazionale a cui partecipa anche il Politecnico, che studia come imitare le piante per produrre combustibili.

La Royal Society of Chemistry ha premiato una ricerca internazionale, a cui partecipa anche il Politecnico di Torino, che studia come imitare le piante per produrre combustibili.

Un riconoscimento importante è giunto al Politecnico di Torino nel campo della chimica. Il professor Federico Bella, del Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia – DISAT, ha infatti vinto la prima edizione del premio “Environment, Sustainability & Energy Division Horizon Prize” della Royal Society of Chemistry, grazie alla partecipazione ad un progetto internazionale che ha visto la collaborazione di colleghi di importanti università quali Sorbonne Université, École Polytechnique, ETH Zürich, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Collège de France ed École Polytechnique Fédérale de Lausanne.

Un nuovo dispositivo all-in-one

Il team di ricerca ha progettato e realizzato un nuovo dispositivo all-in-one che imita le piante e utilizza CO2, acqua e luce solare per produrre carburanti sostenibili e prodotti chimici a valore aggiunto, partendo dai concetti base della fotosintesi, il modo in cui le piante convertono anidride carbonica in nutrimento, grazie all’energia solare.

Produrre combustibili

La ricerca, già pubblicata sulla rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” journal, è stata selezionata dalla Royal Society of Chemistry – istituzione britannica di fama mondiale, fondata nel 1841, che oggi conta oltre 54mila membri in tutto il mondo – come esempio di importante scoperta nel campo dell’ambiente, della sostenibilità e dell’energia. Questo premio è stato istituito nel 2020 per mettere in evidenza le scoperte più rilevanti e all’avanguardia della ricerca e dell’innovazione nel campo della chimica. Infatti, il riconoscimento è dedicato ai team e alle collaborazioni che stanno aprendo nuove strade e possibilità nel loro campo, attraverso sviluppi scientifici innovativi.

Elettroriduzione dell’anidride carbonica

Il cuore della ricerca di Bella e colleghi è l’elettroriduzione dell’anidride carbonica come tecnologia chiave per utilizzare la CO2 per produrre prodotti chimici ad alto valore aggiunto (come gli idrocarburi) e un come modalità per immagazzinare energia solare intermittente in modo durevole. Il progetto punta a sviluppare un sistema a basso costo, sostenibile e altamente efficiente, alimentato grazie al fotovoltaico. I risultati sono stupefacenti: questo sistema è due volte più efficiente di quello utilizzato dai vegetali in natura e il prototipo è stato sviluppato con materiali a basso costo.

Infatti oggigiorno le altre tipologie di dispositivi di fotosintesi artificiale utilizzano come materie prime metalli molto costosi, come l’iridio e l’argento. I vincitori del premio invece garantiscono il funzionamento del processo con metalli economici e non particolarmente rari, che non provengono da zone di conflitto. Inoltre, i ricercatori sono riusciti a integrare i diversi sistemi necessari durante l’intero processo in un solo dispositivo, aspetto che lo rende facile da produrre.

Un elettrolizzatore con efficienza energetica del 21%

Nel dettaglio, si tratta di un elettrolizzatore che utilizza lo stesso catalizzatore a base di rame sia all’anodo che al catodo e raggiunge la riduzione di CO2 a idrocarburi (etilene ed etano) con un’efficienza energetica del 21%. Il successivo accoppiamento di questo sistema a un mini modulo fotovoltaico di perovskite all’avanguardia ha dimostrato un’efficienza del 2,3% da solare a idrocarburi, stabilendo un valore di riferimento per i sistemi elettrocatalitici economici alimentati dal sole.

Poiché il dispositivo utilizza l’anidride carbonica come unica fonte di carbonio per produrre combustibili e prodotti chimici, potrebbe costituire una soluzione sostenibile per ridurre l’accumulo di gas serra nella nostra atmosfera.

“Dispositivi come questa ‘pianta artificiale’ ci avvicinano sempre di più a un’economia a ciclo chiuso – commenta Federico Bella, che ha guidato in particolare l’attività legata alle celle solari per alimentare i reattori elettrochimici – immaginate un mondo in cui i combustibili provengono dalla stessa anidride carbonica che produciamo quando li bruciamo. Potenzialmente, potremmo fermare le emissioni di CO2 e limitare gli effetti del cambiamento climatico”.

Quaderni di progettazione

Giunti sensorizzati: co-progettazione strutturale e metrologica

Nel linguaggio tecnico italiano il termine giunto assume significati differenti a seconda dell’ambito applicativo. Nella meccanica delle macchine il termine giunto indica spesso un organo destinato a collegare due alberi e a trasmettere moto, coppia e potenza; nella progettazione strutturale

Ricerca

Le tecnologie di frontiera più importanti del 2026

Il rapporto annuale McKinsey mette in evidenza le più recenti innovazioni tecnologiche, gli sviluppi e le tendenze in materia di talenti, insieme al loro potenziale impatto su imprese e società. Come ogni anno, Mckinsey ha pubblicato il “Technology Trends Outlook

Quaderni di progettazione

Ingranaggi conici a spirale

Tra i componenti di trasmissione del moto più sofisticati, gli ingranaggi conici a spirale costituiscono la tipologia più utilizzata. Dalla locomozione ferroviaria agli assali degli autoveicoli, dalla robotica industriale alle turbine navali, questi elementi trasmettono potenza con efficienza elevata, limitando

Additive manufacturing

Progettare geometrie funzionali per la stampa 3D

Il valore per il progettista risiede nella possibilità di esplorare soluzioni interne al componente che sarebbe difficile individuare modificando manualmente un gran numero di elementi strutturali. Un componente delicato serrato in un’attrezzatura, un oggetto movimentato da una pinza, un inserto