[lid] La tecnologia per la produzione di idrogeno e miscele contenenti idrogeno da rifiuti organici in un reattore tubolare di pirolisi è stata migliorata dagli scienziati dell’Università Federale Siberiana e da un gruppo di ricerca internazionale. Secondo gli autori dello sviluppo, è possibile aumentare l’efficienza produttiva migliorando lo scambio termico tra il liquido refrigerante e le materie prime.

A causa del riscaldamento globale e dell’esaurimento delle risorse naturali non rinnovabili, il compito di sviluppare tecnologie per la cattura, il trattamento e lo smaltimento dei rifiuti industriali sta diventando sempre più importante per lo sviluppo sostenibile dell’energia e per garantire la sicurezza ambientale, affermano gli autori del lavoro.

Uno dei metodi di trattamento dei rifiuti è la decomposizione dei composti organici e di molti composti inorganici in molecole di sostanze più semplici sotto l’influenza delle alte temperature: la pirolisi. La pirolisi, ad esempio, può produrre idrogeno dagli idrocarburi.

Gli scienziati dell’Università Federale Siberiana, insieme a colleghi russi e tedeschi, hanno modellato e dimostrato sperimentalmente che l’efficienza della produzione di idrogeno e miscele contenenti idrogeno in un reattore di pirolisi può essere migliorata aumentando l’area di contatto del liquido refrigerante con le materie prime — rifiuti organici industriali. L’area è stata aumentata applicando sporgenze emisferiche alla superficie interna del canale attraverso il quale passa il liquido refrigerante.

“Un effetto simile nella vita di tutti i giorni può essere osservato quando il tè viene raffreddato. Quando versiamo il tè da una tazza in un piattino, l’area di contatto aumenta e c’è uno scambio di calore più intenso”, ha affermato Oleg Kolenchukov , ricercatore junior presso il Laboratorio di composizioni di biocarburanti del SibFU.

Secondo lui, l’uso delle proiezioni contribuisce ad un aumento del trasferimento di calore fino all’11,5% e aumenta il trasferimento di calore in media di 2,23 volte. Inoltre, le sporgenze creano formazioni di vortici all’interno del canale, che migliorano ulteriormente lo scambio termico tra il liquido refrigerante e la materia prima. Confrontando gli indicatori di trasferimento di calore e resistenza idraulica, gli scienziati hanno determinato la combinazione ottimale tra velocità del flusso e altezza delle sporgenze.

L’aumento dell’efficienza dello scambio termico ha un effetto positivo sulla qualità delle miscele contenenti idrogeno ottenute e sul volume dell’idrogeno prodotto, aiuta a ridurre le dimensioni dei reattori e minimizza le reazioni di decomposizione secondaria, riducendo così la quantità di inquinanti formati durante la pirolisi , secondo SibFU.

La ricerca è stata condotta nel laboratorio di composizioni di biocarburanti di SibFU su incarico statale del Ministero della Scienza e dell’Istruzione Superiore della Russia. Il laboratorio è stato creato nell’ambito delle attività del Centro di ricerca ed educazione Yenisey Siberia.

Le attività del Centro di ricerca ed educazione Yenisey Siberia, istituito sulla base dell’Università Federale Siberiana su iniziativa del Territorio di Krasnoyarsk, delle Repubbliche di Khakassia e Tyva, mirano a migliorare la situazione ambientale in Russia e a decarbonizzare l’industria. Il REC è composto da 9 università, 5 istituti di ricerca e 14 imprese industriali.