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Energia pulita dalla CO2

Eccezionale scoperta italiana del Cnr: idrogeno prodotto con batteri, anidride carbonica e rifiuti organici. «Entro l’estate 2015 il primo impianto»

Gio 25 Set 2014 | di Patrizia Santo | Ambiente
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Energia pulita dall'anidride carbonica e dai rifiuti. Sembra un improbabile paradosso, ma è realtà. È il frutto del genio e della ricerca Made in Italy. Il colpaccio è stato messo a segno da un gruppo di 12 giovani ricercatori dell'Istituto di chimica biomolecolare del Centro Nazionale delle Ricerche di Pozzuoli, vicino Napoli. Il team, diretto dal chimico Angelo Fontana, ha trovato il modo per produrre, da fonti davvero rinnovabili, l’idrogeno, l'elemento chimico più diffuso nell'universo. Ad esempio, si trova nell'acqua. 

IL SEGRETO DEL BATTERIO ‘NAPOLETANO’ CON IL TURBO
Ma come ricavarlo e trasformarlo in energia  senza inquinare e traendone più energia di quella impiegata per produrlo? È questo il problema, una delle sfide maggiori per la scienza e l'economia mondiale. E i giovani scienziati del Cnr hanno trovato la soluzione in laboratorio ed ora la stanno mettendo in cantiere con un'applicazione concreta. Il segreto è nella combinazione tra CO2 e Thermotoga Neapolitana, un batterio che cresce a 80 gradi nelle solfatare marine a largo del litorale Flegreo, nel napoletano. L’anidride carbonica gli mette “il turbo”. Il sistema è stato brevettato con il nome di Capnophilic Lactic Fermentation (CLF) ed ha potenzialità importanti, persino nel fondamentale settore delle plastiche biologiche. 

IL MONDO ASPETTA L’ECONOMIA DELL'IDROGENO
Da un punto di vista ambientale l'idrogeno è l'uno degli elementi più interessanti per produrre energia ecosostenibile, visto che dalla sua conversione in energia non residuano scarti inquinanti, ma solo acqua pura. Non a caso si parla da anni di “economia dell'idrogeno”, come l'ha battezzata in un noto saggio il celebre economista americano Jeremy Rifkin, che ipotizza un mondo nel quale, proprio grazie a questo elemento, l'umanità potrà affrancarsi dalla dipendenza energetica ed economica e dallo strapotere di poche, spregiudicate lobby. 
Si spera, ma molti scienziati ed economisti ci credono, che potrà permetterci di far viaggiare i nostri veicoli e alimentare il nostro fabbisogno di elettricità. Non basta però produrre idrogeno affinché il processo sia veramente pulito ed efficiente. C'è addirittura chi da anni studia come produrre idrogeno con grosse e costosissime centrali nucleari, che ancora qualcuno si ostina a definire come impianti sicuri e puliti... Ricordate Fukushima o Chernobyl? E le migliaia di tonnellate di rifiuti nucleari che l'Italia non sa ancora dove mettere? 

INNOVATIVA FERMENTAZIONE 
Al contrario di queste fabbriche che producono le peggiori scorie mai partorite dal progresso scientifico ed industriale, la trovata del team del Cnr di Pozzuoli non richiede tempi incerti e lunghi, né budget multi-miliardari e imprevedibili. «L'idrogeno è l'elemento pulito per eccellenza – spiega ad Acqua & Sapone il dottor Angelo Fontana, che ha diretto la ricerca e coordina il progetto -, il punto è che anche il processo con cui lo si produce dev'essere pulito, mentre oggi l'idrogeno viene prodotto col petrolio.  Inoltre, tutti i meccanismi biologici di produzione di idrogeno sono preferibili e qui il punto è trovare il modo per renderli proponibili». Ed è quello che sta facendo il suo giovane team con il metodo CLF. «Il nostro sistema, assolutamente nuovo, consente di avere tre vantaggi: produrre energia pulita, catturare l'anidride carbonica e recuperare materiali di scarto, ad esempio quelli agroalimentari che sono probabilmente i migliori». 
Si conoscono già altri due tipi di fermentazione che producono idrogeno (quella buia e quella luminosa). Ma Fontana e i suoi hanno fatto un salto di qualità ed hanno ottenuto risultati finora mai visti. Il batterio, in parole povere, si alimenta degli zuccheri contenuti nel materiale organico, li digerisce e produce come sottoprodotto l'idrogeno. Un po' come avviene negli impianti sempre più in voga per il cosiddetto “bio” gas da digestione anaerobica (senza ossigeno). Questi ultimi, però, dalla fermentazione batterica producono metano, altro gas tremendo nemico del clima, usato per i veicoli oppure per produrre elettricità bruciando, e perciò mettendo altra anidride carbonica. Un “bio” taroccato, insomma, buono soprattutto a far incassare ricchi sussidi statali, come accaduto con le centrali a petrolio e a gas o con gli inceneritori. Il sistema del Cnr di Pozzuoli, invece, potrà aiutare anche a trattare i rifiuti organici senza emettere CO2 e addirittura trasformandola in energia verde. 

LA SCOPERTA: CO2 AMICA “VERDE”! 
«La nostra scoperta – dice il ricercatore – è che cambiando determinate condizioni si arriva a un nuovo processo biochimico, con una trasformazione differente e con maggiore resa di idrogeno. In particolare, l'anidride carbonica funziona da stimolante e migliora la produzione di idrogeno da cui si può ottenere direttamente energia elettrica. La scoperta è anche che i batteri (le cellule della Thermotoga) funzionano da micro  reattori. Cioè trasformano gli zuccheri ed espellono un surplus di energia e di molecole, come ad esempio nella fermentazione “buia” del vino i lieviti espellono l'etanolo. Questa trasformazione serve alla cellula che nel nostro caso produce tanta energia, di cui una parte viene liberata come idrogeno. 
In questo momento tale processo noi lo stiamo combinando con l'altra fermentazione, quella luminosa, che invece parte da molecole più semplici, tipo l'acido acetico o l'acido lattico». Infatti hanno visto che l'acido lattico prodotto nella fermentazione CLF con Thermotoga piace molto a un tipo particolare di microrganismi, i batteri rossi non sulfurei. «Abbiamo insomma usato una fermentazione nuova con batteri nuovi», sintetizza il direttore della ricerca. è  così che sono riusciti ad ottenere ancora più idrogeno rispetto ai sistemi già noti, «con rese mai ottenute finora, fino al 30% in più, ma miglioreremo ancora. Perciò ha grossissime possibilità applicative». 
Da ciò ne è derivata anche un’invenzione. «Abbiamo trovato un'applicazione al meccanismo – dice il dottor Fontana -, abbiamo progettato un prototipo in laboratorio ed ora ne stiamo realizzando uno pre-industriale in provincia di Avellino. La tecnologia per rendere fruibile la scoperta è già disponibile, sia per la fermentazione che per avere energia dall'idrogeno ed utilizzarla. Basti pensare alle celle a combustibile acquistabili su internet». Ed anche il materiale per alimentarli abbonda, basti pensare alle migliaia di scarti di cibo e potature che ogni giorno buttiamo e che ci costano bollette salatissime. Oppure, si possono coltivare delle piantagioni ad hoc, magari recuperando terreni incolti e abbandonati. «Per l'estate 2015 dovrebbe essere pronto l'impianto pilota che stiamo  facendo ad Avellino», rivela il chimico. Infine, altro notevole risvolto del CLF: l'acido lattico, che  questo sistema produce, piace non solo ai batteri, ma anche all'industria chimica in tutto il mondo. 
È utilizzabile in moltissime produzioni, ma soprattutto è richiestissimo per fare i polimeri e l'applicazione che va di più è quella delle plastiche biodegradabili.

 


 

Cresce l’allarme gas serra, mai così tanta co2 come nel 2013

Il brevetto CLF dei ricercatori del Cnr di Pozzuoli diventa ancora più interessante alla luce dei nuovi preoccupanti dati climatici diffusi a settembre. “Effetto serra oltre ogni record”, ha fatto sapere l'ONU lanciando un nuovo allarme. “Il tempo per intervenire sta scadendo”, ha aggiunto  l'Organizzazione Meteorologica Mondiale, l'agenzia dell'ONU che monitora il clima. A preoccupare sono i dati relativi alle emissioni di gas serra durante l'anno scorso e che, secondo l'agenzia stessa, sono state da record: «Nel 2013 la concentrazione di anidride carboninica nell'atmosfera era pari al 142% di quella dell'era pre-industriale (1750) e il metano e l'ossido di diazoto erano pari al 253% e al 121% rispettivamente». Tra il 2012 e il 2013 l'aumento dei livelli di anidride carbonica sarebbe stato superiore a quello di ogni altro anno a partire dal 1984. Tra gli effetti dell'aumento delle emissioni di questi gas l'agenzia riporta quest'anno anche l'acidificazione degli oceani, nei quali finiscono parte dei suddetti gas: circa un quarto dell'anidride carbonica, per esempio, va nell'acqua dei mari. Si può ancora intervenire tagliando le emissioni di gas serra. 


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