Synhelion: combustibile solare a impatto zero dalla Svizzera

Il mondo corre verso l’abbattimento dell’impronta carbonica. Necessità stressata dalla crescente rapidità con cui si presentano fenomeni metereologici estremi avversi. Fenomeni violenti come esondazioni di fiumi, bombe d’acqua, trombe d’aria e caldo torrido aumentano sia la frequenza di occorrenza sia l’intensità. I processi di combustione lasciano una traccia molto più significativa dell’aumento della temperatura media globale. Pensare a 1,5 o 2 gradi di surriscaldamento oltre i limiti preindustriali confonde la scala grandezza su cui ci si muove. Realtà come Synhelion si muovono in tal senso, esplorando per prime i nuovi paradigmi della futura industria dei fossili.

Ridurre l’impronta di carbonio non significa soltanto ridurre la concentrazione di anidride carbonica in atmosfera. La combustione porta con sé l’inquinamento dovuto anche agli altri prodotti inquinanti sviluppati: ossidi di azoto e zolfo (impurezze del combustibile), monossido di carbonio, vapore, polveri sottili e composti volatili organici. Ecco che ridurre l’impronta di carbonio nasconde un effetto più immediato: riportare la qualità della vita a livelli accettabili in Paesi dove l’inquinamento causa migliaia di vittime ogni anno.

Per quanto necessaria la transizione verso le energie rinnovabili, prescindere totalmente dai combustibili fossili è, attualmente, impossibile. Per questa ragione molte aziende iniziano ad investire nei combustibili sintetici di nuova generazione e nei biocombustibili. Il combustibile solare sfrutta l’energia solare per effettuare la sintesi tra CO2 e acqua allo stato di vapore. Il prodotto ottenuto ha le caratteristiche di un normale combustibile fossile. In questo modo viene sequestrata CO2 dall’atmosfera e il combustibile risulta perfettamente compatibile con tutti i sistemici termici esistenti.

Combustibile solare

Il principio attraverso il quale Synhelion realizza il combustibile solare è la reverse combustion. Una sorta di combustione inversa dunque, dove il calore non è il prodotto della reazione ma un reagente. Un campo di pannelli a concentrazione indirizza i fotoni verso un ricevitore solare. La camera ricevente sfrutta il principio dell’effetto serra per arrivare a picchi di temperatura di oltre 1500°C.

La superficie interna della cavità, verniciata di nero, assorbe la radiazione e la riemette a lunghezze d’onda inferiori. In tal senso la miscela di vapore e CO2 che riempie la camera può arrivare a superare i 1500°C. Temperatura necessaria alla reazione termochimica di sintesi del syngas (miscela di idrogeno molecolare H2 e monossido di carbonio CO).

Il tutto avviene all’interno del reattore, che schematizzando può essere inteso come uno scambiatore di calore a fascio tubiero. Il fluido termovettore, ovvero la miscela di gas serra che riempiva la camera di ricezione solare, attraversa lato mantello il fascio tubiero.

A seconda dei due processi di sintesi del syngas possibili, lato mantello scorrono metano, CO2 e vapore oppure CO2 e vapore. Il secondo processo è quello che permette di ottenere combustibile solare a impatto netto nullo di CO2: gli atomi di carbonio della reazione sono solo quelli della CO2. Infine un sistema TES (thermal energy storage) rende possibile la continuità di esercizio 24/7. Sostanzialmente si tratta di un materiale solido a cui il fluido termovettore cede il calore in eccesso. Durante le ore prive di radiazione sufficiente (nuvolosità e notte) il fluido termovettore recupera calore dal TES.

Chi è Synhelion

Dall’idea di invertire la reazione di combustione al politecnico di Zurigo nasce Synhelion. Dal 2016 l’obiettivo del gruppo è quello di portare questa tecnologia produttiva alla maturità commerciale. Le previsioni fissano al 2023 l’avviamento del primo impianto vero e proprio per la sintesi del combustibile solare, da costruirsi nel corso del 2022. L’ambizione del gruppo è quella di coprire circa la metà del fabbisogno di combustibile della flotta aerea svizzera (875 tonnellate di combustibile annue).