TRASFORMANO LA CO₂ IN MOLECOLE DI INTERESSE E PRODUCONO OSSIGENO PER L'OSSICOMBUSTIONE.

L'ossicombustione è una tecnologia che prevede la combustione di un combustibile in presenza di ossigeno puro, invece di utilizzare l'aria ambiente. Ciò produce gas di scarico contenenti principalmente CO₂ e vapore acqueo, rendendo più facile la cattura di CO₂ per lo stoccaggio o il recupero. Tuttavia, la produzione di ossigeno puro è ad alta intensità energetica. Un'alternativa è sviluppare processi in grado di convertire il CO₂ in molecole di interesse, producendo al contempo ossigeno puro come coprodotto. 

1. Sistemi biologici: fotosintesi naturale

Piante, alghe e cianobatteri fissano la CO₂ utilizzando la luce, producendo molecole organiche come zuccheri, lipidi e acidi organici. L'ossigeno viene rilasciato quando l'acqua viene ossidata nel fotobioreattore.

Vantaggi Un processo naturale e diretto che utilizza energia solare o artificiale a basso consumo. 
Limiti bassa resa fotosintetica (< 5 %), elevata superficie e requisiti di risorse. 

2. Sistemi artificiali ispirati alla fotosintesi: a) Fotosintesi artificiale : Questo approccio si ispira alla fotosintesi naturale, ma con un'efficienza migliorata. Le ricerche condotte dal CNRS hanno dimostrato che la fotocatalisi può essere una via promettente per la conversione di CO₂, soprattutto se combinata con materiali catalitici avanzati. CNRS Le journal  b) Elettrolisi di CO₂ : L'elettrolisi della CO₂ è un processo elettrochimico in cui la CO₂ viene ridotta al catodo per produrre combustibili o prodotti chimici, mentre all'anodo l'acqua viene ossidata per produrre ossigeno puro. Questo processo offre flessibilità nei prodotti ottenuti e può essere abbinato a fonti di energia rinnovabili. Secondo l'IFP Energies Nouvelles, l'elettrolisi della CO₂ è una tecnologia in via di sviluppo con un potenziale significativo per il recupero della CO₂, anche se rimangono sfide in termini di costi ed efficienza. ifpenergiesnouvelles.fr
3. Cicli termochimici di ossidi metalliciI cicli termochimici utilizzano ossidi metallici, come il cerio (CeO₂), per effettuare reazioni di riduzione e ossidazione. Ad alte temperature, l'ossido metallico si riduce, liberando ossigeno puro. Questo materiale ridotto viene poi riossidato dalla CO₂, producendo CO e rigenerando l'ossido metallico. Una tesi dell'Università di Perpignan ha studiato l'uso dei cicli termochimici per la produzione di combustibili solari sintetici, evidenziando il loro potenziale per il recupero di CO₂. tesi.fr
4. Approcci ibridiStanno emergendo soluzioni combinate per migliorare l'efficienza della conversione della CO₂: 
   • Fotoelettrochimica (PEC) Combinare luce ed elettrolisi per aumentare la resa. 
   • Bioelettrochimica utilizzando microrganismi elettroattivi che riducono la CO₂ grazie a una fonte elettrica, con produzione parallela di O₂. 
   Questi approcci cercano di combinare efficacia, selettività e sostenibilità.  

Conclusione 

Produrre ossigeno puro contemporaneamente a molecole di interesse derivate da CO₂ è un modo strategico per rendere l'ossicombustione più competitiva. 

• Sistemi biologici Processo naturale ma resa limitata. 
• Psintesi di calore artificiale e l'elettrolisi di CO₂ tecnologie promettenti ma ad alto consumo energetico. 
• Cicli termochimici Sono robusti, in grado di produrre CO e O₂ puri, ma richiedono condizioni estreme. 
• Approcci ibridi Si tratta di un'area molto promettente per combinare efficienza, sostenibilità e prestazioni. 

Alla fine, l'integrazione ottimale di questi sistemi potrebbe consentire il recupero circolare della CO₂, unito all'ossicombustione meno dipendente dall'energia grigia, al servizio della transizione a basse emissioni di carbonio. 

Con questo in mente, Piattaforma W ha contribuito a promuovere lo sviluppo dell'ossicombustione proponendo una soluzione innovativa che trasforma la CO2 in una molecola di interesse per produrre ossigeno.

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