Come aumentare la resa del metano negli impianti di biogas

I ricercatori del Fraunhofer IMM hanno trovato un modo per convertire la CO2 contenuta nel biogas in metano aggiuntivo.

impianti di biogas
© Fraunhofer IMM. Reattore per la metanazione catalitica di CO2, potenza nominale 50 kW.

Sviluppati catalizzatori efficienti

 (Rinnovabili.it) – Arriva dalla ricerca tedesca un nuovo sistema per aumentare la resa del metano negli impianti di biogas. Il merito va ad un gruppo di scienziati del Fraunhofer Institute for Microengineering and Microsystems IMM, sviluppatori di un processo che consente alla CO2 di “trasformarsi” in CH4.

Sotto al nome di biogas vanno tradizionalmente miscele gassose prodotte tramite reattori dalla fermentazione batterica di residui organici, in assenza di ossigeno. La decomposizione batterica permette di ottenere una miscela contenente circa il 60% di metano e il 40% di anidride carbonica, che può essere impiegata tale e quale per generare elettricità e calore in unità cogenerative o essere “ripulita” dall’anidride carbonica per ottenere biometano (upgrading).

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L’idea del team tedesco è stata quella di utilizzare lo stesso biossido di carbonio presente in miscela per aumentare la percentuale di metano. “Stiamo convertendo la CO2 in metano utilizzando idrogeno verde”, spiega il dott. Christian Bidart, uno degli scienziati del Fraunhofer IMM. In realtà la reazione chimica alla base del processo è nota da ben cento anni, ma ad oggi non è mai stata impiegata nell’upgrading diretto del biogas a causa di una serie di sfide tecniche.

A partire dalla stessa velocità di reazione. Un problema risolto dal team attraverso lo sviluppo di una speciale architettura catalizzante. Nel dettaglio, gli scienziati hanno creato all’interno del rettore una struttura di microcanali rivestiti con il catalizzatore in cui far fluire H2 e CO2. “In questo modo, possiamo aumentare la superficie di contatto tra i gas e il materiale del catalizzatore”, afferma Bidart. 

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L’innovazione è stata testata prima nel progetto ICOCAD I, sviluppando un impianto di dimostrativo per convertire un metro cubo di biogas l’ora in un metro cubo di metano e con una potenza termica di dieci kilowatt. Ora con ICOCAD II, i ricercatori stanno aumentando di 5 volte la potenza del dimostratore. E cercando di adattare l’impianto alle fluttuazioni della produzione di idrogeno verde (funzionamento dinamico). Non solo. Visti i grandi volumi di CO2 prodotti dagli impianti di biogas il team ha già in programma di aumentare fino a 500 kilowatt la potenza entro il 2025, portando il sistema a uno o due megawatt entro il 2026.

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