Il modello di economia basato sui combustibili fossili non è sostenibile ed è per questo che, oggi, per effettuare una vera e propria transizione verso un’economia circolare è necessario sviluppare tecnologie alternative che consentano di sfruttare le fonti rinnovabili. Queste soluzioni, chiaramente, dovranno essere in grado di funzionare su scala industriale e risultare sostenibili dal punto di vista economico.
In questo senso, una promettente area di ricerca è quella relativa alla generazione di sostanze chimiche in grado di fungere da combustibili solari: si tratta dell’applicazione di luce artificiale o naturale per convertire molecole, come la CO2, in sostanze chimiche ad alta energia.
Se questa tecnologia fosse sviluppabile su scala industriale sarebbe in grado di liberare il mondo dalla dipendenza dai combustibili fossili e di convertire la CO2 in una materia prima utile. Allo scopo è stato studiato il progetto PEC_Flow, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca e basato sulla precedente iniziativa “HybridSolarFuels” in cui sono stati sviluppati fotoelettrodi concepiti per la conversione della CO2 in sostanze chimiche quali l’acido formico, il monossido di carbonio, il metanolo e l’etanolo.
Obiettivo del progetto PEC_Flow è quello di individuare le celle a fotoelettrodi più efficienti sotto il profilo tecnologico e sostenibili da quello economico, capaci quindi di produrre sostanze chimiche su base continuativa; se l’esito sarà positivo, ciò potrebbe contribuire a stabilire la direzione futura di questa fondamentale area di ricerca.
I ricercatori impegnati nel progetto hanno avviato il lavoro raccogliendo dati ed effettuando analisi in merito a diverse tipologie di celle; a seguito di un esame approfondito, da quattro diverse configurazioni di celle si è passati a due e, successivamente, è stata effettuata un’analisi dettagliata a livello tecno-economico, in cui si è proceduto all’analisi di questioni quali il potenziale di mercato e quello di investimento.
Nel prototipo, la cella solare è stata separata dal componente dell’elettrolizzatore e, secondo quanto indicato dai risultati, tale soluzione dispone delle potenzialità per risultare molto più competitiva economicamente rispetto a una soluzione integrata, prendendo in considerazione le tecnologie attualmente più avanzate.
I risultati del progetto PEC_Flow suggeriscono che il percorso più fattibile per lo sviluppo di tecnologie di conversione della CO2 guidate dal solare e valide a livello industriale, al momento, è quello di separare la cella fotovoltaica dall’elettrolizzatore. Sono svariati i settori che, in futuro, potrebbero trarre grandi vantaggi da tali progressi nelle tecnologie dei combustibili solari; l’industria chimica, per esempio, potrebbe impiegare i sistemi fotoelettrochimici per catturare la CO2 e convertirla in prodotti utili.
Le prossime fasi del progetto comprendono una collaborazione con partner industriali su questo approccio separato e una preparazione graduale alla commercializzazione; questo passaggio dovrebbe prevedere l’assemblaggio di un prototipo su piccola scala che potrebbe successivamente essere ampliato.
