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Come fonte di energia rinnovabile in ascesa, il biogas promette un futuro senza carenza di carburante o inquinamento atmosferico. Prodotto dalla digestione anaerobica di materia organica, questo mezzo di produzione di energia è a impatto climatico zero, salvando così l'ambiente dai danni inflitti dalla combustione di combustibili fossili. Man mano che le sostanze organiche — ad esempio letame, fogliame morente, scarti alimentari e carcasse animali in decomposizione — si scompongono, le reazioni chimiche producono metano e anidride carbonica. Il metano (CH₄) è il composto operativo nel biogas, sebbene siano presenti altre sostanze chimiche che devono essere estratte per purificare il gas prima dell'uso. Tra questi componenti indesiderati ci sono i silossani.
Chimicamente, i silossani sono catene di atomi di ossigeno e silicio. Dopo l'ossigeno, il silicio è l'elemento più abbondante presente sulla crosta terrestre. Quando queste catene vengono estese, formano silicone o polimeri siliconici. Questi si trovano comunemente in dispositivi medici in plastica, cosmetici, sigillanti e adesivi, ma l'elenco delle applicazioni va ben oltre questi esempi. Le densità dei polimeri vanno dal gas al liquido, ai gel, alla gomma, alla schiuma e agli acrilici. Pochi potrebbero dire di non aver utilizzato derivati del silossano nel corso di una giornata. Nonostante tutta la loro versatilità, i silossani sono problematici quando si tratta di biogas.
Veicoli e macchinari industriali — cioè motori a combustione, turbine a gas e caldaie — soffrono la presenza di silossani nel biogas. I depositi di silice nel composto si attaccano a pale, pistoni e testate. Così facendo, impediscono le prestazioni, degradano i materiali costituenti e inquinano le parti interne. Tali sollecitazioni possono ridurre le prestazioni del motore fino al 20 percento. Sebbene il biogas abbia un enorme potenziale come mezzo alternativo di generazione di energia, le diminuzioni di efficienza possono vanificare la sua promessa. Ecco perché la rimozione dei silossani è assolutamente essenziale.
Esistono diversi modi per separare i silossani dal biogas. Comune a tutti è che la possibilità di depositi di silicato dannosi viene neutralizzata.
Talvolta chiamato carbone vegetale attivo, il carbone attivo viene lavorato in modo tale da lasciare pori di basso volume che aumentano la superficie del carbone per l'adsorbimento o le transazioni chimiche. [NOTA: L'adsorbimento è quando le molecole di gas o liquido aderiscono alla superficie di un solido; non deve essere confuso con l'assorbimento, dove le molecole permeano la superficie dell'assorbente.] Questo lo rende un eccellente agente in un sistema di rimozione dei silossani. Studi dimostrano che il carbone attivo puro funziona meglio di quelli infusi con sostanze alcaline.
L'allumina attivata è un mezzo di assorbimento. Come il carbone attivo, questa forma solida di ossido di alluminio è porosa. A differenza del carbone, tuttavia, riceve le molecole di silossano attraverso i pori, saturando dall'interno verso l'esterno. Il biogas passa attraverso un letto di allumina attivata dove i silossani vengono trattenuti e da cui emerge un gas purificato. Facendo successivamente passare gas rigenerativo attraverso il letto, l'allumina attivata può essere riutilizzata per l'estrazione dei silossani.
Abbassare la temperatura e la pressione del biogas permette la sua condensazione a liquido, facendo così depositare e separare i composti costituenti. Una volta depositati, la rimozione dei silossani dal biogas è semplicemente raggiunta. Anche altri contaminanti come il solfuro di idrogeno sono spesso rimossi usando lo stesso metodo.
Nello stesso modo in cui il carbone attivo agisce come agente di adsorbimento per le molecole di silossano, le resine sintetiche possono essere create per fare lo stesso. Una resina è solitamente solida o almeno altamente viscosa, possedendo una consistenza molto densa e adesiva. Le resine sono frequentemente derivate dalla flora, ma sono anche prodotte sinteticamente mediante reticolazione di catene polimeriche. Questa procedura ha dimostrato di ridurre i composti contaminanti a livelli al di sotto del rilevamento.
I gestori e i tecnici delle discariche si stanno sempre più rivolgendo ad assorbenti liquidi come l'acido nitrico concentrato o l'acido solforico per purificare il biogas per una combustione efficace. Questi fluidi non solo rimuovono i silossani, ma anche l'anidride carbonica, il solfuro di idrogeno, il solfuro di carbonile e il metil mercaptano. In molti casi, gli assorbenti liquidi possono essere utilizzati in tandem con l'adsorbimento a carbone attivo e la condensazione. Buoni risultati indicano che può esistere una sinergia tra una combinazione di tecniche di rimozione.
Le membrane stanno mostrando risultati incoraggianti nella purificazione del biogas dagli adulteranti, inclusi i silossani. In questo scenario, il gas passa attraverso filtri consecutivi che individuano particolari composti gassosi indesiderati, trattenendo al contempo il metano combustibile. Le membrane polimeriche porose permettono ai contaminanti di permeare, impedendo al metano di fare lo stesso. La fine del processo produce quasi il 100 percento di gas metano.
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