Chimica solare

L’energia del sole può essere utilizzata oltre che per produrre elettricità e calore anche per attivare processi fotochimici e termochimici che costituiscono la base della chimica solare.  Si tratta di processi per la produzione di: vettori energetici, intermedi chimici e per la detossificazione e riciclo di materiali di rifiuto. L’interesse principale per la produzione di vettori energetici o combustibili solari è quello della possibilità di accumularli, conservarli, trasportarli e utilizzarli all’occorrenza. Ciò implica una caratteristica comune con i combustibili fossili, ovvero la flessibilità di utilizzo. L’idrogeno, del cui uso è nota la neutralità ambientale e climatica, rientra nella categoria dei vettori energetici.

Per quel che concerne gli intermedi (prodotti) chimici che è possibile produrre con processi solari si segnalano: l’idrogeno, i gas di sintesi, i nano-tubi di carbonio, fullereni, cemento, calce, intermedi per biocombustibili. Sono questi tutti prodotti la cui produzione tradizionale richiede processi ad alta intensità energetica e quindi processi ad alto impatto inquinante e climalterante.

Nella categoria detossificazione e riciclo dei materiali di rifiuto, rientrano: i processi foto catalitici per la depurazione di acque il cui inquinamento da insetticidi e anticrittogamici non è di facile abbattimento nei normali impianti di depurazione, i processi di gassificazione dei fanghi reflui di impianti di depurazione e i processi di recupero ad alte temperature di materiali di scarto.

I processi sopra illustrati sono in molti casi ancora in fase di ricerca, sviluppo o dimostrazione. L’ENEA negli ultimi 10 anni ha avviato le sue attività nel settore i cui risultati sono attesi, in alcuni casi nel medio-lungo periodo, in altri in tempi più brevi. In particolare, tra i primi rientrano i processi termochimici per la produzione di idrogeno dall’acqua (vedi Approfondimenti) abbastanza complessi in quanto richiedono diverse e numerose reazioni (con l’aggiunta di elementi chimici non contenuti nell’acqua) e diverse altre difficoltà legate alle temperature necessarie.

Un'attività, in fase di sviluppo in impianti in scala di laboratorio e dimostrativi è quella della produzione di vettori energetici che utilizzano oltre l’energia solare concentrata anche una fonte fossile (gas naturale) o rinnovabile (bioetanolo, biomasse, biogas). Questi processi, rispetto a quelli che utilizzano solo acqua, sono detti di transizione e hanno l’obiettivo di una più vicina applicazione industriale a costi simili ai processi attualmente utilizzati, con un beneficio cospicuo però in termini di emissioni climalteranti.

Approfondimenti

ENEA, Processi termochimici per la produzione di idrogeno dall’acqua