È in fase di studio un nuovo carburante per aerei a base di acque reflue che potrebbe ridurre le emissioni del 70%

La scoperta sembra aprire le porte a una nuova tecnologia che in futuro permetterà di mitigare gran parte dell'inquinamento generato dall'industria aeronautica. Nello specifico, un gruppo di scienziati ha scoperto come convertire le acque reflue in biocarburante per ridurre le emissioni degli aerei del 70%, come indicato da Live Science.

In questo modo viene creata una nuova versione sostenibile del carburante per l’aviazione utilizzando biomassa e rifiuti agricoli.

Il carburante sostenibile per l’aviazione (SAF nella sigla in inglese) rappresenta attualmente meno dell’1% del carburante utilizzato nell’industria aeronautica, ma esiste davvero un bisogno urgente di trovare soluzioni di carburante più ecologiche, poiché il 2,5% delle emissioni globali di anidride carbonica proviene dall’aviazione.

Un interessante rapporto di Our World in Data ci mostra nel dettaglio quale percentuale delle emissioni di anidride carbonica contribuisce al trasporto aereo, che, oltre a rappresentare il 2,5% delle emissioni globali, ha contribuito al 4% del riscaldamento globale. Le opzioni convenzionali di carburante per l’aviazione utilizzano il petrolio, mentre le opzioni alternative si basano su grassi o sego.

Una luce alla fine del tunnel

Ora, in uno studio pubblicato il 25 aprile sulla rivista ACS Sustainable Chemistry and Engineering, gli scienziati hanno descritto una tecnologia che converte le acque reflue dei birrifici e degli allevamenti lattiero-caseari negli ingredienti necessari per la SAF, vale a dire gli acidi grassi volatili.

Gli scienziati hanno utilizzato la digestione anaerobica (MAAD), un processo introdotto da Meltem Urgun Demirtas, direttore del dipartimento Materiali e processi sostenibili presso l’Argonne National Laboratory (ANL). In questo processo, i batteri, invece dei tradizionali trattamenti delle acque reflue, decompongono la materia organica nelle acque reflue attraverso la digestione anaerobica, convertendo le acque reflue in acido butirrico e acido lattico.

Questi acidi potrebbero poi essere convertiti in SAF, hanno affermato gli scienziati nelle loro conclusioni. Il team che ha sviluppato questa indagine era guidato da Haoran Wu dell'ANL. Tuttavia, il processo produce anche acidi lattici, che limitano la produzione di SAF e addirittura ne riducono l’efficienza in termini di carbonio quando vengono convertiti da acidi grassi volatili a SAF. Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno anche creato un metodo di separazione elettrochimica, che estrae i composti organici dalle acque reflue.

Risultati incoraggianti

Il risultato finale è stato lo sviluppo di un processo di recupero del prodotto in situ che rimuove i rifiuti desiderati in miscele complesse attraverso la separazione tramite membrana. Insieme alla digestione anaerobica, questi metodi hanno permesso al team di creare comunità microbiche di lunga durata che producevano una grande quantità di acido butirrico. Gli scienziati dell'ANL continueranno a lavorare per migliorare la sostenibilità delle loro scoperte e studieranno anche altri materiali provenienti da materie prime che potrebbero essere utilizzati con questa tecnologia.

La speranza è che, finanziando gli sforzi di ricerca, gli scienziati raggiungano l’obiettivo di commercializzare il processo e di ampliarlo per creare abbastanza SAF da soddisfare il 100% della domanda del settore commerciale. Gli scienziati hanno già evidenziato gli effetti negativi delle acque reflue sugli ecosistemi.

Le fioriture algali derivanti dalle acque reflue possono "causare un cambiamento nella biodiversità", ha affermato Anne Jungblut, ricercatrice di scienze della vita presso il Museo di storia nazionale del Regno Unito. I cambiamenti nella biodiversità possono innescare conseguenze dannose per interi fiumi. Questa soluzione comporterebbe quindi un duplice vantaggio. Taemin Kim, analista dei sistemi energetici presso Argonne, ha dichiarato: "Con la nostra tecnologia, non solo trattiamo questi flussi di rifiuti, ma produciamo anche carburante sostenibile a basse emissioni di carbonio per l'industria aeronautica".

Il processo di recupero del prodotto in situ assistito da membrana riduce i gas serra del 70% e rimane un prodotto finale economicamente vantaggioso.

Riferimento alla notizia:
Sustainable Aviation Fuel from High-Strength Wastewater via Membrane-Assisted Volatile Fatty Acid Production: Experimental Evaluation, Techno-economic, and Life-Cycle Analyses
https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.4c00167