Cogenerazione: più efficienza con il circolo virtuoso dell’alluminio

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ririclofogliaUn progetto “fortemente innovativo”. È così che Luca Montorsi, dell’università di Modena e Reggio Emilia, presenta il lavoro sul quale il dipartimento di Ingegneria sta puntando.

QUADRIGEN è un sistema energetico cogenerativo fondato sull’utilizzo dei prodotti e dei sottoprodotti della combustione di alluminio in un ambiente saturo d’acqua che ha un rendimento di trasformazione particolarmente elevato.

In tali condizioni avviene la “generazione” integrata e simultanea di vapore, energia elettrica, idrogeno e calore, dando luogo a un’applicazione del tipo Combined Heat Hydrogen Steam and Power (CHHSP). 

Tale sistema energetico si fonda sull’iniezione di alluminio liquido in una corrente di vapore surriscaldato che innesca una reazione di combustione fortemente esotermica la quale, stechiometricamente, coinvolge circa 1 kg di vapor d’acqua per ogni kg di alluminio bruciato e porta alla produzione di idrogeno (circa 110 g), allumina (circa 1890 g) e calore (circa 17,5 MJ).

Dalla regolazione e dal mantenimento in forma stabile del processo di combustione, anche secondo una relazione di equivalenza combustibile/comburente differente da quello stechiometrico, deriva la possibilità di utilizzare il vapore surriscaldato in eccesso per scopi energetici ed industriali e di adoperare il calore posseduto dai prodotti di combustione (allumina e idrogeno) per fini cogenerativi.

Diversi sono i punti a favore di questo sistema: il processo di ossidazione del combustibile solido (alluminio) non porta alla produzione di anidride carbonica o di sottoprodotti classificabili come nocivi. In secondo luogo, il ciclo di vita utile dei derivanti dalla combustione coinvolge anche lo “scarto” della reazione stessa, l’allumina, che diventa sia la base per l’ottenimento dell’alluminio, sia un materiale utilizzabile nelle applicazioni elettroniche, industriali, aeronautiche e spaziali. Infine, la combustione dell’idrogeno porta alla formazione di acqua nella stessa proporzione in cui tale elemento primario risulta consumato nel processo originario di combustione.

QUADRIGEN, quindi, non comporta la produzione di gas serra e si può rappresentare come un circolo virtuoso in cui i prodotti della combustione rappresentano la base per riottenere i reagenti iniziali.

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