Molte persone conoscono l’etilene dalla propria cucina. Questo gas incolore e dall’odore dolce è un ormone vegetale naturale, responsabile della maturazione di mele, pomodori e banane. Ma l’etilene è anche un’importante sostanza chimica industriale, con una produzione globale che supera i 317 milioni di tonnellate all’anno. Viene utilizzato principalmente come sostanza chimica di base: un precursore o reagente per la creazione di una moltitudine di prodotti chimici, dalle materie plastiche ai prodotti farmaceutici.
Attualmente, oltre il 95% dell’etilene viene prodotto tramite processi di cracking a vapore basati su combustibili fossili, che generano circa 260 milioni di tonnellate di emissioni di CO₂ ogni anno. Un progetto dell’UE, a cui partecipa l’Empa, mira a trasformare questo settore ad alta intensità di carbonio. Il progetto, denominato REACT (acronimo di «Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target products»), mira a fornire un’alternativa rinnovabile che converta le emissioni industriali in risorse di valore.
Il progetto si concentra sul riciclaggio della CO₂ proveniente da settori in cui è difficile ridurre le emissioni, quali la produzione di acciaio, cemento e prodotti chimici. Attraverso un innovativo processo elettrochimico in tandem tollerante alle impurità, REACT è in grado di convertire direttamente i flussi di CO₂ industriale a bassa purezza in prodotti chimici di valore, riducendo al contempo in modo significativo la necessità di costosi pretrattamenti. Alimentato da energia rinnovabile, il progetto trasforma le emissioni di CO₂, un tempo inevitabili, in una preziosa materia prima per prodotti chimici e materiali di nuova generazione.
Sempre più vicini alla realizzazione
«Da molti anni lavoriamo alla conversione della CO₂ tramite elettrolisi su scala di laboratorio», afferma Corsin Battaglia, responsabile del laboratorio «Materials for Energy Conversion» dell’Empa. «L’obiettivo del progetto REACT è realizzare un prototipo funzionante di elettrolizzatore per la conversione della CO₂ in etilene, portandolo a un livello di maturità tecnologica molto più elevato», spiega il ricercatore. Il team di Battaglia studierà in che modo le impurità presenti nella CO₂ di scarto industriale influenzano l’attività e la durata del catalizzatore utilizzato nell’elettrolizzatore. Il team dell’Empa può contare sul reattore parallelo per l’elettrolisi della CO₂, che ha sviluppato in precedenza. Il sistema automatizzato presente nel loro laboratorio consente di condurre fino a dieci esperimenti simultanei.
REACT promuove le catene del valore circolari del carbonio, rafforza l’autonomia industriale europea e contribuisce alla transizione verso una produzione chimica climaticamente neutra. Il progetto integra inoltre materiali innovativi, sistemi di monitoraggio avanzati e tecnologie di digital twin per migliorare l’efficienza, la durata, la scalabilità e la fattibilità economica. «Ciò che impareremo e svilupperemo nel corso di REACT contribuirà anche a far progredire altre tecnologie di conversione della CO₂, ad esempio in combustibili sintetici», riassume Battaglia. La valorizzazione della CO₂ è un concetto centrale nell’iniziativa di ricerca dell’Empa, «Mining the Atmosphere», che cerca modi per rimuovere il gas serra dall’atmosfera e immagazzinarlo a lungo termine oppure convertirlo in prodotti chimici utili, chiudendo così il ciclo.
Informazioni su REACT
REACT è un progetto nell’ambito di «Horizon Europe» che mira a sviluppare un innovativo processo elettrochimico in tandem per convertire direttamente le emissioni industriali di CO₂ in preziose miscele chimiche ricche di olefine, destinate alla produzione sostenibile di polimeri, sostanze chimiche e combustibili. REACT («Renewable Electrochemical Advanced Conversion of CO₂ to Target products») avrà una durata di 48 mesi, da maggio 2026 ad aprile 2030, e copre l’intera catena del valore, dagli istituti scientifici di e ai fornitori di materie prime e ai produttori di polimeri per il settore dell’imballaggio. Il consorzio è coordinato da SINTEF (Norvegia) e comprende 13 partner provenienti da 10 paesi: VITO (Belgio), Johnson Matthey PLC (Regno Unito), eChemicles (Ungheria), Procter & Gamble Services Company NV (Belgio), IDENER (Spagna), Norner Research AS (Norvegia), Empa (Svizzera), K1-MET GmbH (Austria), FARPLAS (Turchia), Johnson Matthey Davy Technologies Ltd (Regno Unito), Holoss (Portogallo) ed ETA-Florence Renewable Energies (Italia).
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