L'ammoniaca come carburante per i data center (e non solo): Fujitsu e Atmonia alla ricerca di nuovi catalizzatori

Fujitsu ha annunciato una collaborazione con la startup islandese Atmonia per trovare una soluzione alla produzione dell'ammoniaca in maniera più ecosostenibile: le due realtà stanno facendo ricerca su nuovi catalizzatori che siano in grado di aumentare l'efficienza della sintesi di ammoniaca, attualmente il processo chimico industriale più inquinante e dispendioso in termini energetici. L'intento è di usare l'ammoniaca come carburante con cui alimentare i data center in maniera più "verde" rispetto agli attuali generatori a diesel o ad altri combustibili fossili.

L'ammoniaca come carburante per i data center: l'idea di Fujitsu

L'ammoniaca è oggi uno dei composti chimici più prodotti al mondo. Il metodo per la sua produzione, che ha portato poi alla nascita dei fertilizzanti moderni e al conseguente incremento significativo della resa agricola, richiede l'uso del processo Haber-Bosch. Tale processo è estremamente dispendioso dal punto di vista energetico e prevede l'impiego di idrogeno da fonti fossili; insieme, questi due elementi da soli portano la produzione di ammoniaca nella posizione non invidiabile di costituire l'1% di tutte le emissioni di CO2 a livello globale.

Da tempo si è alla ricerca di metodi alternativi di produzione, ad esempio usando catalizzatori che possano rendere la reazione meno dispendiosa energeticamente. Proprio in tali ricerche sono impegnate Fujitsu e Atmonia, con l'intento di rendere la produzione di ammoniaca molto più sostenibile e, pertanto, di rendere il composto un mezzo per immagazzinare l'energia in eccesso prodotta dalle fonti rinnovabili. In tale modo si punta a risolvere uno dei problemi principali delle sorgenti rinnovabili, ovvero l'incostanza nella produzione energetica.

L'ammoniaca è un candidato significativo perché ha una densità energetica elevata (contiene più energia per litro del gasolio, ad esempio) e non emette CO2 durante la combustione. L'obiettivo è di arrivare a macchinari per la produzione di ammoniaca che possano essere inseriti in un container e, dunque, impiegati anche per la produzione in loco.

Il problema dell'ammoniaca è che non è un materiale facile da trattare. Versamenti e fughe sono altamente pericolosi, perché l'ammoniaca è altamente tossica; minime quantità disperse nell'ambiente possono causare grossi danni, in particolare per quanto riguarda la fauna acquatica. Oltre a ciò, la sua combustione imperfetta porta alla produzione di ossidi di azoto, che sono già ora strettamente regolamentati (basti pensare alle sempre più stringenti limitazioni sulle emissioni di ossidi di azoto per i motori diesel).

Il problema dell'efficienza è quello più difficile da risolvere. Per quanto un catalizzatore possa aumentare l'efficienza della reazione con la quale viene prodotta l'ammoniaca, il problema resta che tale reazione sarà molto probabilmente comunque più dispendiosa di alternative come le batterie.

Ciò non significa, però, che la ricerca debba fermarsi: anche se l'ammoniaca non sarà (probabilmente) il sostituto dei carburanti tradizionali, aumentare l'efficienza della sua produzione resta un problema d'importanza fondamentale per ridurre l'impatto sull'ambiente della produzione di fertilizzanti, esplosivi (necessari, ad esempio, in ambito minerario) e molto altro.

Mentre Atmonia sta lavorando sull'aspetto scientifico, Fujitsu si sta occupando di quello tecnologico: attualmente fornisce potenza di calcolo ad alte prestazioni e modelli di intelligenza artificiale per modellare i potenziali catalizzatori. Vengono usate anche simulazioni quantistiche, anche se è lecito ritenere che queste avvengano su computer classici e non quantistici. Secondo quanto riportato da The Register, attualmente Fujitsu impiega circa 100 nodi del supercomputer Fugaku per questa ricerca.