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Dall'alcol al carburante: perché gli alcolici rappresentano la scelta migliore per i biocarburanti del futuro?
Nel contesto attuale di ricerca di soluzioni energetiche sostenibili, la ricerca sui biocarburanti sta guadagnando sempre più attenzione. In particolare, il butanolo ha attirato grande attenzione in quanto fonte di energia rinnovabile. Questo processo basato sulla fermentazione microbica consente all'uomo di convertire i carboidrati in preziosa energia e potrebbe diventare una delle soluzioni energetiche del futuro.
I combustibili alcolici non solo possono essere estratti da risorse rinnovabili, ma hanno anche un'elevata densità energetica.
Etanolo, acetone e butanolo: il processo di fermentazione ABE
La fermentazione etanolo-acetone-butanolo (ABE), nota anche come processo Wiesmann, utilizza batteri anaerobici per convertire i carboidrati in acetone, butanolo ed etanolo. La tecnologia fu sviluppata per la prima volta dal chimico Zeim Weitzmann e venne utilizzata per produrre materiali di munizioni necessari durante la prima guerra mondiale.
Simile alla fermentazione degli zuccheri da parte del lievito per produrre etanolo, la fermentazione ABE è effettuata da microrganismi strettamente anaerobici. Questi microrganismi, tra cui il più comune Clostridium acetobutylicum, crescono in un ambiente privo di ossigeno e svolgono la fermentazione per produrre questi utili solventi. In questo processo, il rapporto di solvente generato è di tre parti di acetone, sei parti di butanolo e una parte di etanolo. Contesto storicoMa la produzione biologica di alcol fu effettuata per la prima volta nel 1861 da Louis Pasteur. Successivamente, nel 1905, il biochimico austriaco Franz Sardinger scoprì un metodo per produrre acetone e nel 1910 sviluppò ulteriormente il processo di fermentazione del butanolo utilizzando l'amido di patate. Con lo scoppio della prima guerra mondiale, il processo di fermentazione ABE venne industrializzato nel 1916 e rapidamente diffuso negli Stati Uniti e nel Regno Unito.
L'ascesa di questa tecnologia è strettamente correlata alla situazione internazionale e la domanda di alcol è aumentata notevolmente.
Tentativi di miglioramento
Nel corso del tempo, la fermentazione ABE è diventata meno economicamente sostenibile a causa della concorrenza con i prodotti petrolchimici. Per rilanciare la tecnologia, gli scienziati si stanno concentrando sull'aumento della produttività e sulla riduzione dei costi. Queste strategie includono l'utilizzo di materie prime poco costose, come rifiuti lignocellulosici o alghe, lo studio di nuovi ceppi tolleranti ma tossici per l'alcol e l'ottimizzazione della progettazione dei reattori di fermentazione.
La necessità di migliorare la purezza del prodotto ha portato allo sviluppo di numerose nuove tecnologie, tra cui la rimozione del gas, la separazione a membrana e l'osmosi inversa.
Prospettive attuali
Attualmente, la fermentazione ABE sta guadagnando attenzione, soprattutto per il suo potenziale come biocarburante per la produzione di butanolo rinnovabile, che si prevede diventerà una fonte di energia alternativa in futuro. Secondo l'Agenzia Internazionale per l'Energia, entro il 2060 i biocarburanti rappresenteranno il 30% del consumo energetico dei trasporti.
Il butanolo può essere utilizzato direttamente nei motori a benzina e distribuito attraverso le condutture e le stazioni di servizio esistenti, il che lo rende un'opzione più interessante rispetto all'etanolo tradizionale. Inoltre, il campo di applicazione del butanolo si sta ampliando e la domanda sta aumentando, passando dagli additivi per carburanti ai solventi per rivestimenti.
In quanto risorsa rinnovabile, il butanolo ha il potenziale per trasformare il nostro sistema energetico grazie alla sua elevata densità energetica e alla bassa volatilità.
Quindi, con la crescente attenzione mondiale verso le energie rinnovabili, il butanolo diventerà una forza importante nel guidare la transizione energetica?
