Un team di scienziati creativi del Fraunhofer Institut sta sviluppando materiali avanzati per il primo impianto industriale dimostrativo di conversione dell’energia solare in combustibile.
Sembra quasi una fiaba: in un’alta torre rivestita di specchi nascono combustibili sostenibili a partire da acqua, CO₂ e luce solare. Ma è la realtà: gli esperti del Fraunhofer Institut stanno sviluppando materiali avanzati per il primo impianto dimostrativo industriale dal solare al combustibile. Nell’ambito del programma di finanziamento europeo Eurostars 3, insieme ai loro partner, stanno lavorando su un concetto olistico per ridurre la CO₂ e immagazzinare le energie rinnovabili nei combustibili artificiali.
L’impianto pilota esiste già ed è gestito dal partner Synhelion, una startup svizzera, presso la torre solare del Centro aerospaziale tedesco (DLR) di Jülich, in Germania. In questo impianto solare-combustibile, i combustibili vengono ottenuti da acqua e anidride carbonica o metano. Attualmente gli esperti si stanno concentrando sul cherosene. L’impianto comprende una vasta area con specchi che raccolgono la luce solare, la quale viene convertita a sua volta in calore per essere poi convogliato alla camera del reattore attraverso un tubo. Lì i prodotti di partenza riscaldati reagiscono tra loro e formano il combustibile desiderato.
Per avviare il processo, sono necessari materiali speciali per i singoli componenti, perché le alte temperature in combinazione con il vapore acqueo rappresentano una sfida: nella finestra di ingresso della luce solare le temperature sono ancora relativamente moderate fino a 800 gradi Celsius, mentre nelle fasi successive aumentano fino a 1.500 gradi Celsius. Qui è entrato in gioco il Fraunhofer che ha sviluppato materiali ceramici inorganici, come rivestimenti protettivi per vari componenti vegetali e applicazioni future, e strutture portanti in ceramica fibrorinforzata per tubi. Gli scienziati si sono posti l’obiettivo di raggiungere una maggiore stabilità termica e di aumentare la temperatura di applicazione delle fibre di rinforzo fino a 1.500 gradi Celsius.
Dritti alla meta
Un primo importante traguardo è stato raggiunto: il rivestimento della finestra di ingresso della luce solare. Nella fase successiva, gli scienziati vogliono rivestire la finestra di ingresso con le dimensioni effettive del componente, in modo che possa essere testata da Synhelion. Insieme a CeraFib, un partner di progetto specializzato in materiali compositi e componenti resistenti alle alte temperature, gli esperti del Fraunhofer hanno prodotto con successo anche tubi in ceramica rinforzata con fibre.
L’impianto dimostrativo industriale dalla luce solare al combustibile di Synhelion entrerà in funzione in Germania nel 2024.
