Tecnologie innovative per il biogas upgrading: sviluppo di sistemi bioelettrochimici per la produzione di metano

L’upgrading del biogas è un settore già esistente che si occupa dell’aumento del contenuto di metano nel biogas, al fine di ottenere un prodotto finale chiamato biometano. Le tecnologie esistenti consistono in processi di separazione di gas, ovvero, la separazione dell’anidride carbonica (e quindi aumentando il potere calorifico del prodotto finale), l’essicamento del gas, la rimozione di impurità (vapore acqueo, azoto, ammoniaca e particelle solide ecc.) e la compressione ad una pressione necessaria per l’utilizzo successivo. Tuttavia, si stanno ancora studiando tecnologie alternative per ottimizzare il processo di upgrading. La presente tesi ha l’obiettivo di studiare l’alternativa per l’upgrading del biogas attraverso l’uso di sistemi bioelettrochimici (BioElectrochemical System, BES). I BES sono dispositivi che sfruttano le reazioni elettriche che coinvolgono i microrganismi, per generare o produrre composti chimici. Il principio fondamentale è la capacità degli microrganismi di catalizzare reazioni chimiche che coinvolgono lo scambio di elettroni con un elettrodo, e questo scambio di elettroni può essere sfruttato per scopi pratici come la produzione di metano. Lo sviluppo di un sistema bioelettrochimico per l’upgrading del biogas è un argomento di ricerca consolidato nel campo dei processi bioelettrochimici, tuttavia, nonostante il consistente numero di pubblicazioni negli ultimi anni, l’applicazione della tecnologia in piena scala non è ancora stata effettuata. Inoltre, sebbene la tecnologia non sia in grado di soddisfare il fabbisogno energetico mondiale, né tantomeno risolvere il problema del riscaldamento globale, potrebbe, invece, essere la chiave per integrare l’uso di fonti rinnovabili non inquinanti. I vantaggi interessanti sono un’economia neutrale, un’influenza positiva sul cambiamento climatico e lo stoccaggio di un combustibile rinnovabile.