Catturare CO2 nel sistema di scarico dei camion

In Europa, il trasporto è responsabile di quasi il 30% delle emissioni totali di CO₂, di cui il 72% deriva dal trasporto su strada. L'uso di veicoli elettrici per il trasporto personale potrebbe aiutare a ridurre quel numero. Ridurre le emissioni del trasporto commerciale - come camion o autobus - è una sfida molto più grande.

I ricercatori dell'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) hanno ora escogitato una nuova soluzione: catturare CO₂ direttamente nel sistema di scarico dei camion per poi inserirlo liquefatto in una scatola sul tetto del veicolo. La CO₂ liquida viene quindi consegnata a una stazione di servizio, dove viene trasformata in combustibile convenzionale utilizzando energia rinnovabile. Il progetto è coordinato dal gruppo Industrial Process and Energy Systems Engineering, guidato dal dottor François Maréchal, (1) presso la School of Engineering dell'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Il concetto brevettato è oggetto di un articolo pubblicato su Frontiers in Energy Research. (2)

Un processo complesso a bordo del veicolo

Gli scienziati propongono di combinare diverse tecnologie sviluppate all'EPFL per catturare CO₂ e convertirla da gas a liquido in un processo che recupera la maggior parte dell'energia disponibile a bordo, come il calore dal motore. Nel loro studio, gli scienziati hanno usato l'esempio di un camion di consegna.

Innanzitutto, i gas di scarico del veicolo nel tubo di scarico vengono raffreddati e l'acqua viene separata dai gas. La CO₂ viene isolata dagli altri gas (azoto e ossigeno) con un sistema di assorbimento dell'oscillazione della temperatura, utilizzando un assorbente di strutture metallo-organiche (MOF), appositamente progettato per assorbire CO₂. Tali materiali sono stati sviluppati dal team Energypolis dell'EPFL Valais Wallis, guidato da Wendy Queen.

Una volta che il materiale è saturo di CO₂, viene riscaldato in modo da poter estrarre CO₂ puro da esso. I turbocompressori ad alta velocità, sviluppati dal laboratorio di Jürg Schiffmann nel campus Neuchâtel dell'EPFL, usano il calore del motore del veicolo per comprimere la CO₂ estratta e trasformarla in un liquido. Tale liquido viene immagazzinato in un serbatoio e può quindi essere riconvertito in combustibile convenzionale presso le stazioni di servizio utilizzando elettricità rinnovabile. “Il camion deposita semplicemente il liquido durante il rifornimento di carburante”, afferma il dottor François Maréchal.

L'intero processo si svolge all'interno di una capsula che misura 2 m x 0,9 m x 1,2 m, posta sopra la cabina di guida. “Il peso della capsula e del serbatoio corrisponde solamente al 7% del carico utile del veicolo”, aggiunge François Maréchal. “Il processo stesso utilizza poca energia perché tutte le sue fasi sono state ottimizzate”.

I calcoli dei ricercatori mostrano che un camion, che utilizza 1 kg di carburante convenzionale, potrebbe produrre 3 kg di CO₂ liquida e che la conversione non comporta alcuna penalità energetica. Solo il 10% delle emissioni di CO₂ non può essere riciclato e i ricercatori propongono di compensare l'uso della biomassa.

Il sistema potrebbe teoricamente funzionare con tutti i camion, gli autobus e persino le barche e con qualsiasi tipo di carburante. Il vantaggio di questo sistema è che, a differenza di quelli elettrici o basati sull'idrogeno, può essere adattato ai camion esistenti al fine di neutralizzare il loro impatto in termini di emissioni di carbonio.

Riferimenti:

(1) François Maréchal

(2) Carbon Dioxide Capture From Internal Combustion Engine Exhaust Using Temperature Swing Adsorption

Descrizione foto: i ricercatori dell'EPFL hanno brevettato un nuovo concetto che potrebbe ridurre le emissioni di CO₂ dei camion di quasi il 90%. Implica la cattura di CO₂ all'interno del sistema di scarico, la conversione in un liquido e la sua conservazione sul veicolo. La CO₂ liquida verrebbe quindi consegnata a una stazione di servizio e dove verrà trasformata in combustibile utilizzando energia rinnovabile. - Credit: EPFL / François Maréchal.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Capturing CO2 from trucks and reducing their emissions by 90%