La gassificazione della biomassa basata sul Chemical Looping (CLG) utilizzando un adsorbente di calcio è un concetto avanzato per produrre idrogeno rinnovabile. La limitazione imposta dal bilancio di carbonatazione costringe il gassificatore a funzionare al di sotto dei 700 ºC. Questa temperatura implica una significativa riduzione della conversione del char con vapore e, quindi, una limitata produzione di idrogeno. Il carbone non convertito viene bruciato nel calcinatore fornendo l'energia necessaria per mantenere il processo. Fino ad ora, le soluzioni proposte per generare un flusso di CO2 pronto per il sequestro nel calcinatore sono: l'uso di ossigeno puro da un'unità di separazione dell'aria (ASU) o l'incorporazione di un altro circuito chimico per trasportare l'ossigeno al calcinatore attraverso il trasportatore particelle. In entrambi i casi si ottiene una combustione con gas con CO2 e vapore, dal quale il vapore può essere facilmente separato per condensazione. Sebbene alcune di queste proposte siano molto attraenti, ci sono aspetti importanti o aspetti da migliorare:

1. La produzione di idrogeno dall'acqua (water splitting) è molto limitata, poiché la gassificazione del char con vapore al di sotto di 700 ºC è molto lenta.

2. I processi necessari per produrre CO2 pronta per il sequestro sono straordinariamente costosi (ASU) o complessi (circuito chimico con un vettore O2).

3. Il controllo preciso della circolazione dei solidi tra i reattori nei CLG è molto complesso, poiché è necessario ottimizzare contemporaneamente diversi processi (bilancio termico del circuito, cattura di CO2, conversione del catrame e rigenerazione degli assorbenti).

4. La disattivazione del sorbente con il numero di cicli è fortemente penalizzata dalle severe condizioni in cui generalmente viene effettuata la calcinazione.

5. La penalità energetica, derivante dal lavoro ciclico tra una calcinazione molto endotermica ad alta temperatura e una carbonatazione esotermica a temperatura molto più bassa, è molto elevata.

In questo progetto viene proposto un processo che migliora gli inconvenienti precedenti, attraverso un CLG in cui il calore richiesto per la calcinazione è fornito dall'energia termica solare e il carbone (e il catrame) vengono convertiti cataliticamente nel gassificatore.

Inoltre, durante il giorno, il CaO viene utilizzato per immagazzinare chimicamente l'energia solare, garantendo una produzione ininterrotta di H2 nei periodi senza radiazione solare. In sostanza, il processo proposto ossida la biomassa con vapore, utilizzando l'energia solare e produce un flusso di H2 concentrato nel gassificatore e un flusso di CO2 pronto per il sequestro nel calcinatore.

Sebbene questo progetto non proponga la costruzione di un nuovo impianto pilota per dimostrare il CLG solare proposto, si propone di studiare sperimentalmente (oltre che teoricamente) gli aspetti e le sfide più importanti, utilizzando le infrastrutture esistenti nel gruppo di ricerca. Verrà inoltre effettuato uno studio di fattibilità tecnica ed economica, oltre che di sostenibilità ambientale.

Il gruppo di ricerca è composto da membri di gruppi di ricerca spagnoli e internazionali. I due gruppi di ricerca spagnoli hanno una vasta e comprovata esperienza negli aspetti chiave da sviluppare in questo progetto.

Il progetto contribuisce a tre delle sfide nel campo energetico del governo spagnolo, nonché a molte delle sfide specifiche dell’UE.