Come si possono convertire le alghe in biocarburanti?

Usare le alghe come biocarburante non è così semplice come scremare il materiale verde dalla superficie di uno stagno e pomparlo nei nostri serbatoi di gas. © iStockphoto.com / Jose Tejo

Che tu ci creda o no, un giorno le alghe potrebbero fornire almeno una parte della risposta alla nostra dipendenza dai combustibili fossili. Ma usare le alghe come biocarburante non è così semplice come scremare la materia verde dalla superficie di uno stagno e pomparla nei nostri serbatoi di gas. Gli scienziati devono utilizzare vari metodi meccanici e chimici (o combinazioni dei due) per estrarre l'olio dalle alghe e convertirlo in carburante effettivamente vitale. La buona notizia è che la ricerca sulle cose verdi ha il peso del governo degli Stati Uniti dietro di essa. A metà del 2010, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti si è impegnato a investire fino a 24 milioni di dollari in tre gruppi di ricerca che studiano modi per commercializzare i biocarburanti a base di alghe [fonte: Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti].

Una cosa su cui gli scienziati non si interrogano è come estrarre l'olio dalle alghe. Una forma comune di estrazione meccanica è espressione, in cui l'olio viene letteralmente spremuto dalle alghe (pensate a come vengono spremute le olive per estrarre l'olio d'oliva). Esistono diversi tipi di presse, comprese le configurazioni a vite, espulsore e pistone, e il tipo di pressa utilizzata dipende dal ceppo delle alghe, poiché ogni ceppo ha proprietà fisiche diverse. Una volta che l'olio è stato rimosso dalle alghe attraverso l'espressione, è possibile utilizzare un metodo chimico per continuare ulteriormente il processo di estrazione. Utilizzando solo il metodo di espressione, i ricercatori sono stati in grado di estrarre fino all'80% dell'olio di alghe [fonte: Virtuoso Biofuels].

Un secondo tipo di estrazione meccanica è il metodo ultrasonico, che è un processo più veloce della pressatura. Questo metodo utilizza onde ultrasoniche per creare bolle in un solvente (un liquido utilizzato per sciogliere un'altra sostanza). Quando le bolle si aprono vicino alle pareti cellulari delle alghe, provocano la rottura delle pareti cellulari e rilasciano l'olio nel solvente.

Sebbene i metodi meccanici si siano dimostrati efficaci, non sono le uniche tecniche utilizzate dagli scienziati; solventi chimici sono anche comunemente usati per estrarre l'olio dalle alghe. Questi solventi sono efficaci, ma spesso possono essere pericolosi da lavorare. Benzene, ad esempio, è un solvente poco costoso, ma è classificato come cancerogeno e anche altri solventi chimici possono rappresentare un pericolo di esplosione [fonte: Oilgae].

Esano è un altro solvente chimico che può essere utilizzato da solo, o in combinazione con il metodo di spremitura, per separare l'olio dalle alghe. Se usati insieme, i metodi di pressatura ed esano possono estrarre quasi il 95 percento del contenuto di olio di alghe [fonte: Oilgae]. Ma l'esano non si ferma qui: può anche essere miscelato con la polpa che rimane dopo l'espressione per estrarre ulteriore olio. Altri metodi chimici includono estrazione soxhlet, in cui viene utilizzato un solvente organico per rimuovere l'olio dalle alghe attraverso ripetuti lavaggi, e estrazione di fluidi supercritici, in cui l'anidride carbonica liquida viene riscaldata e utilizzata come solvente per l'estrazione dell'olio.

L'olio estratto con questi metodi è indicato come "verde grezzo"e non è pronto per essere utilizzato come carburante fino a quando non subisce un altro processo chiamato transesterificazione. Questo passaggio aggiunge più sostanze alla miscela, compreso l'alcol e un catalizzatore chimico che fa reagire l'alcol con l'olio. Questa reazione crea una miscela di biodiesel e glicerolo. La fase finale della lavorazione separa il glicerolo dalla miscela e lascia un biodiesel pronto per essere utilizzato come carburante. Forse un giorno sarà davvero facile essere green.

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Altri ottimi link

• Dipartimento dell'energia: biocarburanti algali
• Tabella di marcia tecnologica per i biocarburanti algali
• National Renewable Energy Lab
• Programma nazionale di educazione al biodiesel
• Biocarburanti Digest
• Oilgae

fonti:

• Brighter Energy.org. "Biotech Firm Pursues Algal Oil Biofuels 'Holy Grail". 8 dicembre 2010. (22 dicembre 2010) .http: //www.brighterenergy.org/20505/news/bioenergy/biotech-firm-subsidiary-pursues -algal-biocarburanti-santo-graal /
• ExxonMobil. "Biocarburanti di alghe". (22 dicembre 2010) http://exxonmobil.com/corporate/energy_climate_con_vehicle_algae.aspx
• National Renewable Energy Laboratory, "Learning about Renewable Energy". (22 dicembre 2010) .http: //www.nrel.gov/learning/re_biofuels.html
• Oilgae. "Biodiesel da alghe". (22 dicembre 2010) .http: //www.oilgae.com/algae/oil/biod/biod.html
• Oilgae. "Estrazione di olio di alghe con metodi chimici". (22 dicembre 2010) .http: //www.oilgae.com/algae/oil/extract/che/che.html
• Scientific American.com. "Le alghe sono il biocarburante del futuro?" 28 aprile 2009. (22 dicembre 2010) .http: //www.scientificamerican.com/article.cfm? Id = algae-bioofuel-of-future
• Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. "Il Dipartimento dell'Energia annuncia 24 milioni di dollari per la ricerca sui biocarburanti algali". 28 giugno 2010. (22 dicembre 2010) .http: //apps1.eere.energy.gov/news/daily.cfm/hp_news_id=251
• Biocarburanti virtuosi. "Separazione dei solidi, essiccazione del prodotto e opportunità di estrazione dell'olio", p. 20: Opzioni di estrazione. 1 marzo 2010. (22 dicembre 2010) .http: //www.ascension-publishing.com/BIZ/virtuoso.pdf