Propulsione rinnovabile: nuove soluzioni anche per il trasporto aereo

Uno dei settori che registra ritardi nella progressiva decarbonizzazione dei sistemi di propulsione, oltre a quello della navigazione, è indubbiamente il comparto aereo. Finalmente si profila una nuova possibilità con il progetto “SUN-to-LIQUID”, finalizzato alla produzione di cherosene sintetico dall’ossidoriduzione di acqua e CO2, attraverso un reattore alimentato a energia solare concentrata, che potrebbe portare ad una riduzione del 90% delle emissioni.

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Acqua, sole e CO2, questi gli ingredienti che potrebbero permettere di determinare una nuova navigazione aerea. Su questa base fondamentale si sta muovendo il team di ricerca del progetto SUN-to-LIQUID che è riuscito per la prima volta a produrre un carburante rinnovabile previa utilizzazione della sola energia solare concentrata attraverso un reattore capace di produrre gas sintetico (monossido di carbonio e idrogeno) con il processo di ossidoriduzione termochimica di acqua e CO2.

Si tratta di un progetto varato nel 2016 grazie al finanziamento del programma europeo di ricerca Horizon 2020, che ha visto la costruzione di un impianto di produzione su scala reale, presso il polo di ricerca spagnolo Technology Park IMDEA di Mostoles, vicino Madrid.

La tecnologia si fonda sulla sinergia di 3 sottosistemi, con la radiazione solare riflessa da un campo di specchi solari ad alta concentrazione verso una torretta dell’altezza di 15 metri, sulla cui sommità è collocato un piccolo reattore solare che, con un processo di conversione termochimica, utilizza le altissime temperature, superiori a 1.500°C, per la produzione di gas sintetico, costituito da un mix tra idrogeno e monossido di carbonio, che a sua volta, tramite compressione, viene portato allo stato liquido e trasformato in cherosene da un impianto presente sul sito.

La luce solare riflessa dagli specchio è capace di raggiungere una concentrazione di 2.500 rispetto a quella diretta, di ben 3 volte superiore a quella massima utilizzata attualmente nei più avanzati impianti fotovoltaici a concentrazione e con un capitale di calore garantito nell’intero arco della giornata grazie ad un sistema di inseguimento solare costituto da 169 pannelli.

Il cuore del nuovo sistema messo a punto, costituito dal reattore solare, è stato sviluppato dalla società svizzera ETH Zurich, ed  è costituito da un ricevitore a cavità composto da una struttura reticolare in schiuma porosa (RPC) in puro CeO2, esposta direttamente alla radiazione solare concentrata. Il reattore ha già subito una evoluzione, passando dal primo prototipo da laboratorio da 4kW, a già raggiunto una dimensione pre-commerciale da 50 kW, nel centro spagnolo di IMDEA, dove procedere l’evoluzione.

I gas sintetici ad elevata qualità prodotti nel corso dalla reazione termochimica, vengono compressi dallo speciale impianto realizzato da una azienda partner HyGear e trasformati tramite il processo Fischer-Tropsch in combustibili idrocarburici liquidi, già certificati per l’utilizzo su mezzi aerei. Nella fase di sperimentazione il team di SUN-to-LIQUID, con 291 cicli di ossidoriduzione, ha prodotto oltre 700 litri di gas sintetico, convertito successivamente in nafta, gasolio e cherosene.

A seguire un breve video che illustra in maniere efficace il progetto “SUN to LIQUID”

 

Sauro Secci

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