New path for thermochemical-biological conversion with a power-to-material approach

I sistemi termochimico-biologici si basano su due proprietà: la capacità dei processi termochimici di dissociare le macromolecole della biomassa producendo composti a basso peso molecolare, e l’abilità dei batteri di convertire substrati anche complessi in sostanze chimiche di valore. Questa tesi ha sviluppato un nuovo approccio metodologico per approfondire la possibilità di un accoppiamento diretto tra pirolisi e digestione anaerobica, allo scopo di produrre acidi grassi volatili (VFA), sinergicamente con l’utilizzo di idrogeno come fonte rinnovabile per aumentare il valore del prodotto finale. In primo luogo, è stata fatta un'ampia caratterizzazione del rendimento di COD e della composizione chimica dei prodotti di pirolisi che ha rivelato come più del 50% del COD della biomassa di partenza sia convogliato in sostanze chimiche biodisponibili. In secondo luogo, sono stati sviluppati tre reattori anaerobici a gocciolamento con diversi materiali di riempimento, incluso il biochar. I prodotti di pirolisi sono stati successivamente fermentati con e senza idrogeno, per valutarne, in via preliminare, la possibile conversione in VFA. I risultati suggeriscono che il biochar ha agito come promotore per la biotrasformazione dei prodotti di pirolisi in VFA, producendo una conversione del 35% rispetto al COD in input, mentre l'idrogeno ha dimostrato la capacità di stabilizzare le rese di VFA a catena lunga.