Progettato reattore elettrico in grado di ridurre le emissioni industriali

Roma – Un reattore termochimico in grado di generare le immense quantità di calore richieste per molti processi industriali utilizzando l’elettricità anziché bruciare combustibili fossili. E’ quanto è stato progettato da un team di ricerca guidato dalla Standford University che ha dato conto dei propri risultati su Joule. La maggior parte dei reattori termochimici standard funziona bruciando combustibili fossili per riscaldare un fluido, che poi scorre nei tubi del reattore, come una caldaia che invia acqua calda ai radiatori in ghisa in una vecchia casa, ma con un migliore isolamento e a temperature molto più elevate. Ciò richiede una quantità piuttosto grande di infrastrutture e ci sono molte opportunità di perdere calore lungo il percorso. Il nuovo reattore elettrificato utilizza l’induzione magnetica per generare calore, lo stesso tipo di processo utilizzato nelle cucine a induzione. Invece di dover trasportare il calore attraverso tubi, il riscaldamento a induzione crea calore internamente al reattore, sfruttando le interazioni tra correnti elettriche e campi magnetici. Se si volesse riscaldare induttivamente una barra di acciaio, ad esempio, si potrebbe avvolgere un filo attorno ad essa e far passare una corrente alternata attraverso la bobina. Queste correnti creano un campo magnetico oscillante che, a sua volta, induce una corrente nell’acciaio. E poiché l’acciaio non è un perfetto conduttore di elettricità, parte di quella corrente si trasforma in calore. Questo metodo riscalda efficacemente l’intero pezzo di acciaio contemporaneamente, anziché creare calore dall’esterno verso l’interno. Adattare il riscaldamento a induzione all’industria chimica non è così semplice come aumentare semplicemente il calore. I reattori industriali devono creare e distribuire uniformemente il calore in uno spazio tridimensionale ed essere molto più efficienti di un fornello medio. I ricercatori hanno determinato che potevano massimizzare la loro efficienza utilizzando correnti particolarmente ad alta frequenza, che si alternano molto rapidamente, insieme a materiali del reattore che sono pessimi conduttori di elettricità. I ricercatori hanno utilizzato una nuova elettronica ad alta efficienza sviluppata da Juan Rivas-Davila , professore associato di ingegneria elettrica e coautore del documento, per produrre le correnti di cui avevano bisogno. Hanno quindi utilizzato tali correnti per riscaldare induttivamente un reticolo tridimensionale costituito da un materiale ceramico scarsamente conduttivo nel nucleo del loro reattore. I ricercatori hanno utilizzato il reattore per alimentare una reazione chimica, chiamata reverse water gas shift reaction, utilizzando un nuovo catalizzatore sostenibile sviluppato da Matthew Kanan , professore di chimica a Stanford e coautore del documento. La reazione, che richiede calore elevato, può trasformare l’anidride carbonica catturata in un gas prezioso che può essere utilizzato per creare combustibili sostenibili. Nella dimostrazione di proof-of-concept, il reattore era efficiente oltre l’85 per cento, il che indica che convertiva quasi tutta l’energia elettrica in calore utilizzabile. (30Science.com)