Rinnovabili • riciclare il polistirolo

Un catalizzatore bioibrido permette di riciclare il polistirolo su scala industriale

Dalla Germania arriva l’innovazione che potrebbe permettere di riciclare il polistirolo contaminato che oggi è impossibile recuperare

riciclare il polistirolo
Foto di Ivan Bandura su Unsplash

Superando la difficoltà esistente nel riciclare il polistirolo, l’invenzione del RWTH di Aquisgrana è una piccola rivoluzione

(Rinnovabili.it) – Un rompicapo finora difficile da risolvere è come riciclare il polistirolo. Se da un lato questo materiale è riciclabile in teoria, nella pratica spesso non accade. La ragione è che, quando combinato con altri materiali e quando viene gettato via sporco o contaminato, diventa impossibile da riciclare.

Fino ad oggi. Un gruppo di ricerca tedesco del RWTH di Aquisgrana ha infatti sviluppato un catalizzatore bioibrido per degradare il materiale. Il catalizzatore, composto da un “peptide di ancoraggio” che aderisce al polistirolo e un complesso di cobalto che lo ossida, favorisce la degradazione delle microparticelle di polistirene

Come funziona il catalizzatore bioibrido

La trovata tedesca permette di superare il principale ostacolo che rendeva l’operazione complessa. Si tratta dell’idrorepellenza e mancanza di reattività del polistirene con reagenti polari. Il nuovo catalizzatore bioibrido agisce conferendo al polistirolo gruppi funzionali polari. Il peptide di ancoraggio sviluppato, chiamato LCI (Liquid Chromatography Peak I), si lega alla superficie del materiale, e il cobalto catalizza l’ossidazione dei legami C-H, generando gruppi OH polari. L’atomo di cobalto, in particolare, è “circondato” da un legante macrociclico, un anello formato da otto atomi di carbonio e quattro di azoto.

Un metodo scalabile a livello industriale

Questo processo rende il polistirolo più reattivo e suscettibile alla degradazione. Il metodo è semplice, economico ed efficiente dal punto di vista energetico, ed è scalabile per un uso industriale, secondo i ricercatori. Un grammo del peptide LCI è sufficiente per rivestire una superficie fino a 654 metri quadri in pochi minuti, mediante spruzzatura o immersione. Questo concetto di catalizzatore ibrido, che sfrutta il legame specifico del materiale tramite peptidi di ancoraggio, potrebbe aprire la strada alla degradazione mirata di altri polimeri idrofobici. Un esempio potrebbe essere quello del polipropilene e del polietilene.


Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.