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La chimica del futuro potrebbe nascere dalla terra stessa. In un laboratorio del MIT, un team di scienziati ha sviluppato un processo che utilizza il sottosuolo come un reattore chimico naturale. Questa innovazione, ora al centro del progetto della startup Addis Energy, mira a produrre ammoniaca in modo più pulito e sostenibile, cambiando per sempre il settore dei fertilizzanti.
Il problema dell’ammoniaca: necessario, ma a caro prezzo
L’ammoniaca è alla base dell’agricoltura moderna. Utilizzata per la produzione di fertilizzanti, è una sostanza indispensabile per garantire la sicurezza alimentare globale. Tuttavia, il metodo tradizionale di produzione, noto come processo Haber-Bosch, è tutt’altro che sostenibile. Richiede enormi quantità di energia, utilizza combustibili fossili e contribuisce a oltre l’1% delle emissioni globali di gas serra.
“La terra può essere un ottimo reattore chimico” ha dichiarato Iwnetim Abate, professore del MIT e autore della ricerca alla base del progetto (ve la linko qui). L’idea di sfruttare le risorse naturali per produrre ammoniaca, anziché ricorrere a processi industriali ad alta intensità energetica, potrebbe essere la soluzione per ridurre l’impatto climatico della chimica.
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Come funziona il reattore chimico naturale?
Il concetto di utilizzare il sottosuolo come reattore chimico si basa su condizioni naturali già presenti: pressione, calore e la composizione minerale delle rocce. Il processo sfrutta minerali ricchi di ferro, nitrati (fonte di azoto) e acqua (fonte di idrogeno), accelerando le reazioni chimiche con l’aiuto di un catalizzatore.
In laboratorio, gli scienziati hanno dimostrato che queste reazioni possono avvenire anche a temperature relativamente basse (130 °C) e pressioni moderate, raggiungibili con tecnologie di trivellazione esistenti. Se scalato, un singolo pozzo potrebbe produrre fino a 40.000 tonnellate di ammoniaca al giorno, secondo le stime iniziali.
Addis Energy: un team per scalare l’innovazione
Per commercializzare questa tecnologia, Abate ha cofondato Addis Energy, una startup che ha già raccolto 4,25 milioni di dollari in finanziamenti pre-seed. I cofondatori includono esperti di energia come Michael Alexander, con un passato nell’industria petrolifera, e il professore del MIT Yet-Ming Chiang, noto per le sue innovazioni tecnologiche. Alexander sottolinea che gran parte delle tecnologie necessarie sono già utilizzate nell’industria petrolifera: perforazione, pompaggio e gestione dei fluidi. “C’è della chimica innovativa racchiusa in un pacchetto tecnologico familiare,” afferma il CEO di Addis Energy.
L’ammoniaca prodotta con questo metodo potrebbe costare inizialmente circa 0,55 dollari al chilogrammo, più dei 0,40 dollari/kg attuali prodotti con combustibili fossili. Tuttavia, il processo è meno costoso di altre opzioni sostenibili, e ottimizzazioni future potrebbero ridurre i costi fino a 0,20 dollari/kg, rendendolo competitivo e accessibile.
Secondo Karthish Manthiram, professore al Caltech, questa tecnologia rappresenta un passo importante per una produzione chimica sostenibile: “È il tipo di pensiero necessario per accelerare il percorso verso la sostenibilità.”
Reattore chimico naturale: verso i test sul campo
Nonostante i risultati promettenti in laboratorio, il passaggio alla realtà sul campo presenta molte sfide. Uno dei problemi principali è la durabilità delle rocce utilizzate nel processo. Quando l’ammoniaca viene prodotta, le superfici dei minerali si ossidano, riducendo la loro capacità di continuare a reagire. “La nostra sfida è controllare lo spessore dello strato ossidato per mantenere attive le reazioni chimiche,” spiega Abate. Altri ostacoli includono l’individuazione di siti geologici adatti e la sicurezza delle operazioni, considerando che l’ammoniaca è una sostanza tossica e difficile da trasportare.
Addis Energy sta pianificando di testare il processo in siti reali, con l’obiettivo di validarne l’efficacia e migliorare la scalabilità. Intanto, i ricercatori continueranno a esplorare le dinamiche atomiche alla base delle reazioni chimiche, per ottimizzarne ogni aspetto. Come Abate sottolinea: “La ricerca in laboratorio è solo il primo passo. Il vero test sarà vedere se possiamo farlo funzionare nel mondo reale.”
Se questa idea prenderà piede, potrebbe trasformare non solo il modo in cui produciamo ammoniaca, ma anche l’intero approccio alla chimica industriale. Forse, il cuore della Terra diventerà davvero il reattore chimico del futuro.
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