Un nuovo processo per la conversione di CO2 in acido lattico durante la produzione biologica di idrogeno attraverso la fermentazione batterica di scarti organici è stato messo a punto e brevettato dall’Istituto di chimica biomolecolare del Cnr di Pozzuoli
I risultati sono pubblicati su International Journal of Hydrogen Energy e ChemSusChem
Un nuovo metodo biotecnologico per la cattura dell’anidride carbonica e la sintesi di idrogenoidrogeno
Primo elemento della tavola periodica, presente sulla Terra in forma combinata, soprattutto nell'acqua e nei composti organici. Esso è costituito da 3 isotopi: prozio (cioè l'idrogeno propriamente detto) per più del 99.9 %, il deuterio e il trizio. La forma molecolare dell'idrogeno (H2) dà origine ad un gas inodore, incolore, altamente infiammabile e molto più leggero dell'aria (ecco perché lo si trova in bassissime concentrazioni in atmosfera). mediante la fermentazionefermentazione
Insieme di processi chimici che consistono nella trasformazione dello zucchero contenuto nelle biomasse in etanolo, ad opera di particolari microrganismi. di materiali organici anche di scarto, che potrebbe avere un utilizzo industriale per la produzione di energie rinnovabilienergie rinnovabili
Una risorsa è detta rinnovabile se, una volta utilizzata, è in grado di rigenerarsi attraverso un processo naturale in tempistiche paragonabili con le tempistiche di utilizzo da parte dell'uomo. Sono considerate quindi risorse rinnovabili:
- il sole
- il vento
- l'acqua
- la geotermia
- le biomasse ed ecosostenibili, è stato ideato e brevettato da un team diretto da Angelo Fontana presso i laboratori di ricerca dell’Istituto di chimica biomolecolare del Consiglio nazionale delle ricerche (Icb-Cnr) di Pozzuoli. Lo studio è apparso su ‘International Journal of Hydrogen Energy’ ed è in via di pubblicazione su ‘ChemSunChem’.
“Il metodo per la produzione di biogasbiogas
Miscela di gas prodotti in seguito ad un processo di digestione anaerobica di materiale organico di origine vegetale e animale. Alcuni batteri provvedono a decomporre il materiale organico, in ambiente privo di ossigeno, producendo una miscela gassosa formata da metano (50÷70%), anidride carbonica (35÷40%) e tracce di altri gas. Le materie prime utilizzabili sono residui agricoli, zootecnici dell'industria agro-alimentare, acque e fanghi reflui. è chiamato Clf, Capnophilic Lactic Fermentation, e si avvale di un batterio estremofilo (cioè che vive e prolifera in condizioni ambientali estreme), la Thermotoga neapolitana, che cresce a 80 gradi nelle solfatare marine a largo del litorale Flegreo”, spiega Fontana. “Le cellule della Thermotoga si comportano da micro reattori in grado di produrre idrogeno da fermentazione di substrati organici, inclusi materiale di scarto dell'industria agro-alimentare, permettendone una trasformazione in energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J) pulita”.
Un meccanismo assolutamente nuovo. “Clf rappresenta un inedito metodo che consente di avere simultaneamente tre vantaggi: la produzione di energia pulita, la cattura dell'anidride carbonica anidride carbonica
(CO2CO2
Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).
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Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosferaatmosfera
Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera., fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).e il recupero di materiali di scarto”, prosegue il ricercatore dell'Icb-Cnr. “Il metabolismo del batterio prendendo CO2 e acido acetico rilascia acido lattico con la completa eliminazione della CO2, inoltre, al contrario dei classici meccanismi di fissazione autotrofa, come ad esempio la fotosintesi, non comporta sintesi di composti del metabolismo cellulare. Anzi, l’utilizzo di anidride carbonica stimola la velocità di fermentazione determinando un miglioramento della produzione di idrogeno da cui potrebbe essere direttamente ottenuta energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.”.
I vantaggi derivanti da tale processo sono intuitivi: “L’obiettivo del lavoro attualmente in corso è scientifico, ma i risultati aprono ora la possibilità dell'applicazione industriale della Capnophilic Lactic Fermentation, considerando che per la sola produzione di acido lattico esiste un mercato mondiale stimato in circa 1.200 milioni di dollari nel 2010”, conclude Fontana. “La produzione biologica di idrogeno mediante fermentazione batterica di substrati organici, incluso molti materiali di scarto, è una tematica scientifica caldissima e di grande prospettiva per la produzione di energia da fonti rinnovabilifonti rinnovabili
Una risorsa è detta rinnovabile se, una volta utilizzata, è in grado di rigenerarsi attraverso un processo naturale in tempistiche paragonabili con le tempistiche di utilizzo da parte dell'uomo. Sono considerate quindi risorse rinnovabili:
- il sole
- il vento
- l'acqua
- la geotermia
- le biomasse”.
La scheda
Chi: Icb-Cnr di Pozzuoli
Che cosa: conversione di CO2 in acido lattico durante la produzione biologica di idrogeno attraverso la fermentazione batterica di scarti organici. Studio pubblicato su International Journal of Hydrogen Energy, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319913031753
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