UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

En el procés de digestió anaeròbia, la matèria orgànica és degradada biològicament sota condicions d’absència d’oxigen. Aquest és un procés que es dona de forma natural en aigües estancades o en el fons dels llacs, on s’acumula la matèria orgànica i els microorganismes anaerobis s’alimenten d’ella. En aquest procés de degradació, la matèria orgànica degradada s’acaba convertint en nous microorganismes i, majoritàriament, en un gas ric en metà (principalment 50-80% de metà i 30-50% de diòxid de carboni).

Aquest gas procedent de la digestió anaeròbia es coneix amb el nom de biogàs. La degradació de la matèria orgànica per via anaeròbia és coneguda des del  segle XVII, i com a procés aplicat al tractament de residus des del 1871. Tot i aquest bagatge, el procés de la digestió anaeròbia és encara avui en dia l’objectiu de molts grups de recerca. La millora del procés biològic per maximitzar la producció de metà com a font d’energia renovable i de disponibilitat local mitjançant la utilització d’additius és una de les línies de recerca en les que treballa el Grup de Recerca en Compostatge (GICOM) de la Universitat Autònoma de Barcelona. Tanmateix, la digestió anaeròbia, com a procés, es pot millorar també convertint el diòxid de carboni del biogàs en altres compostos de valor afegit, com per exemple el metanol.

El projecte “Nanomaterials per a la millora de la digestió anaeròbia: incrementant el contingut en metà i convertint diòxid de carboni a metanol - SQUEEZER” subvencionat a la convocatòria 2021 - Proyectos de Transición Ecológica y Transición Digital del Ministerio de Ciencia e Innovación, uneix dos mons aparentment desconnectats, el del tractament de residus mitjançant processos biològics i el de la nanotecnologia. La hipòtesi del projecte SQUEEZER és que és possible millorar el procés de digestió anaeròbia des d'una perspectiva global: i) augmentant el contingut de metà del biogàs mitjançant l'addició de nanomaterials al digestor anaerobi i ii) convertint part del diòxid de carboni present en el biogàs a metanol mitjançant catàlisi amb nanomaterials.

L'efecte de les nanopartícules metàl·liques sobre la digestió anaeròbia s'està estudiant des de fa alguns anys a diferents grups de recerca. En concret, el nostre grup de recerca (en paral·lel a un altre) va informar per primera vegada l’any 2014 d'una millora del procés de digestió anaeròbia de residus orgànics mitjançant l'addició de nanopartícules d'òxid de ferro. A partir d'aleshores, s'han utilitzat diferents tipus de nanomaterials per millorar el procés de digestió anaeròbia. A més de les nanopartícules basades en ferro, altres també han reportat efectes positius, com ara nanopartícules basades en cobalt, òxid de titani, òxid de molibdè o níquel.

Com s’ha comentat, a més d'augmentar la producció de biogàs o el seu contingut en metà, el procés global de digestió anaeròbia també es pot millorar mitjançant la conversió de diòxid de carboni del biogàs en metanol. El metanol té característiques similars a l'hidrogen, però és líquid en condicions normals, per la qual cosa és una bona alternativa. La gestió del metanol és anàloga als combustibles líquids tradicionals com la gasolina, i es pot utilitzar com a font d'energia per al transport o com a molècula de plataforma per produir compostos de valor afegit. La conversió de diòxid de carboni a metanol és coneguda, però es du a terme sota condicions d’elevada temperatura i pressió. L’objectiu del projecte SQUEEZER és aconseguir aquesta conversió a temperatures i pressions més baixes mitjançant l’ús de nanomaterials.