Soluzioni a base di cellulosa per rivoluzionare il settore dell’energia verde
Nuove applicazioni che sfruttano le proprietà elettrochimiche offrono alternative promettenti ai combustibili fossili. Purtroppo, queste celle a combustibile, batterie e tecnologie simili utilizzano sostanze per- e polifluoroalchiliche(si apre in una nuova finestra), spesso definite «sostanze chimiche eterne», che sono dannose per la salute umana e l’ambiente. A causa dei costi sanitari associati alle PFAS, l’Europa si sta muovendo per emanare ampie restrizioni su queste sostanze chimiche: i produttori di articoli che si avvalgono di esse, pertanto, dalle pentole alle batterie, passando per gli imballaggi alimentari e le schiume antincendio, devono trovare nuove soluzioni. Il progetto CNF Membrane, finanziato dal CEI e coordinato dall’azienda svedese Cellfion, ha prodotto membrane prive di PFAS pronte per l’immissione sul mercato.
Membrane selettive: un componente essenziale
Molte soluzioni di energia pulita, tra cui le celle a combustibile a scambio protonico, le batterie a flusso redox(si apre in una nuova finestra) e le tecnologie legate all’idrogeno, si basano su membrane selettive. Le celle a combustibile, ad esempio, richiedono una barriera in grado di separare i combustibili, consentendo al tempo stesso il passaggio degli ioni. Le membrane selettive fungono da «guardiani», lasciando passare alcune molecole e bloccandone altre; la selettività desiderata si ottiene introducendo sostanze chimiche specifiche nella membrana e modificandone la struttura. Le membrane prive di PFAS sviluppate nell’ambito del progetto sono altamente adattabili e possono essere progettate al fine di soddisfare requisiti specifici in svariate applicazioni.
Un’alternativa priva di PFAS
La cellulosa, il principale componente delle pareti cellulari presenti nelle piante, è il polimero naturale più abbondante al mondo. Il progetto CNF Membrane sfrutta questa risorsa utilizzando pasta di legno scandinava disponibile in commercio per produrre una gamma di membrane selettive. Non solo le soluzioni concepite dal progetto sostituiscono le sostanze chimiche eterne con un’alternativa sicura, ma la loro produzione è anche sostenibile. «Da un punto di vista ambientale, il processo di produzione ha un impatto relativamente basso. Sostituendo i materiali fluorurati a base di PFAS con la cellulosa, riteniamo che la nostra tecnologia offra un’alternativa significativamente più sostenibile per le future applicazioni delle membrane», afferma Liam Hardey, il coordinatore del progetto.
Ricezione del mercato
Cellfion si sta orientando al fine di promuovere l’adozione da parte del mercato. «Attualmente ci stiamo concentrando sulle batterie a flusso redox per lo stoccaggio di energia a lunga durata, sui processi delle elettromembrane e sulle tecnologie di separazione ionica per il trattamento delle acque e dei rifiuti industriali, nonché sugli umidificatori a celle a combustibile per le tecnologie legate all’idrogeno», spiega Hardey. Nel corso del progetto, l’azienda ha collaborato con vari partner industriali e ha ricevuto un feedback molto positivo, a dimostrazione del fatto che le membrane sostenibili a base di cellulosa offrono prestazioni elevate, vantaggi funzionali e efficacia in termini di costi. Il prossimo passo consiste nel dimostrare la scalabilità della soluzione: a tal fine, il progetto CNF Membrane ha ottimizzato due metodi di disidratazione per supportare la produzione su larga scala. «Si tratta di una sfida che stiamo affrontando attivamente attraverso investimenti pianificati nella capacità produttiva e nelle infrastrutture di produzione», afferma Hardey, «il che rappresenterà una pietra miliare fondamentale per l’immissione della tecnologia sul mercato.» Grazie alla dimostrazione di successo delle membrane selettive progettate per diversi utilizzi, i partecipanti al progetto guardano con entusiasmo al futuro delle alternative a base di cellulosa. «Ciò che ci entusiasma maggiormente è che stiamo solo iniziando a comprendere il pieno potenziale di questa piattaforma tecnologica e dei settori su cui può avere un impatto», osserva Hardey. Eliminare le PFAS dall’ampia gamma di prodotti e settori in cui vengono utilizzate è un’impresa titanica; i risultati ottenuti da CNF Membrane indicano una strada chiara per raggiungere questo obiettivo.
