Combustibili puliti e sostenibili prodotti “dal nulla” e rifiuti di plastica — ScienceDaily

I ricercatori, dell’Università di Cambridge, hanno sviluppato un reattore a energia solare che converte la CO catturata₂ e rifiuti di plastica in combustibili sostenibili e altri preziosi prodotti chimici. Nei test, CO₂ è stato convertito in syngas, un elemento fondamentale per i combustibili liquidi sostenibili, e le bottiglie di plastica sono state convertite in acido glicolico, ampiamente utilizzato nell’industria cosmetica.

Tuttavia, a differenza dei precedenti test della loro tecnologia sui combustibili solari, il team ha preso la CO₂ da fonti del mondo reale, come scarichi industriali o l’aria stessa. I ricercatori sono stati in grado di catturare e concentrare la CO₂ e convertirlo in carburante sostenibile.

Sebbene siano necessari miglioramenti prima che questa tecnologia possa essere utilizzata su scala industriale, i risultati, riportati nella rivista Joulerappresentano un altro passo importante verso la produzione di combustibili puliti per alimentare l’economia, senza la necessità di un’estrazione di petrolio e gas distruttiva per l’ambiente.

Per diversi anni, il gruppo di ricerca del professor Erwin Reisner, con sede presso il Dipartimento di Chimica Yusuf Hamied, ha sviluppato combustibili sostenibili a zero emissioni di carbonio ispirati alla fotosintesi, il processo mediante il quale le piante convertono la luce solare in cibo, utilizzando foglie artificiali. Queste foglie artificiali convertono CO₂ e l’acqua nei carburanti utilizzando solo l’energia del sole.

Ad oggi, i loro esperimenti a energia solare hanno utilizzato CO pura e concentrata₂ da una bombola, ma affinché la tecnologia sia di utilità pratica, deve essere in grado di catturare attivamente la CO₂ da processi industriali, o direttamente dall’aria. Tuttavia, poiché CO₂ è solo uno dei tanti tipi di molecole nell’aria che respiriamo, rendendo questa tecnologia sufficientemente selettiva da convertire la CO altamente diluita₂ è una grande sfida tecnica.

“Non siamo interessati solo alla decarbonizzazione, ma alla defossilizzazione: dobbiamo eliminare completamente i combustibili fossili per creare un’economia veramente circolare”, ha affermato Reisner. “A medio termine, questa tecnologia potrebbe aiutare a ridurre le emissioni di carbonio catturandole dall’industria e trasformandole in qualcosa di utile, ma alla fine, dobbiamo eliminare completamente i combustibili fossili dall’equazione e catturare la CO₂ dall’aria».

I ricercatori si sono ispirati alla cattura e allo stoccaggio del carbonio (CCS), dove la CO₂ viene catturato e quindi pompato e immagazzinato sottoterra.

“La CCS è una tecnologia popolare nell’industria dei combustibili fossili come un modo per ridurre le emissioni di carbonio mentre si continua l’esplorazione di petrolio e gas”, ha affermato Reisner. “Ma se invece della cattura e dello stoccaggio del carbonio, avessimo la cattura e l’utilizzo del carbonio, potremmo ricavare qualcosa di utile dalla CO₂ invece di seppellirlo sottoterra, con conseguenze a lungo termine sconosciute, ed eliminare l’uso di combustibili fossili”.

I ricercatori hanno adattato la loro tecnologia a energia solare in modo che funzioni con i gas di scarico o direttamente dall’aria, convertendo la CO2₂ e la plastica in carburante e prodotti chimici utilizzando solo l’energia del sole.

Facendo gorgogliare aria attraverso il sistema contenente una soluzione alcalina, la CO₂ viene intrappolato selettivamente e gli altri gas presenti nell’aria, come l’azoto e l’ossigeno, fuoriescono in modo innocuo. Questo processo di gorgogliamento consente ai ricercatori di concentrare la CO₂ dall’aria in soluzione, facilitando il lavoro.

Il sistema integrato contiene un fotocatodo e un anodo. Il sistema ha due scomparti: da un lato viene catturata la CO₂ soluzione che viene convertita in syngas, un semplice combustibile. Dall’altro la plastica viene convertita in sostanze chimiche utili utilizzando solo la luce solare.

“Il componente in plastica è un trucco importante per questo sistema”, ha affermato il co-primo autore Dr Motiar Rahaman. “Catturare e utilizzare CO₂ dall’aria rende la chimica più difficile. Ma, se aggiungiamo rifiuti di plastica al sistema, la plastica dona elettroni alla CO₂. La plastica si scompone in acido glicolico, ampiamente utilizzato nell’industria cosmetica, e CO₂ viene convertito in syngas, che è un semplice combustibile.”

“Questo sistema a energia solare prende due prodotti di scarto nocivi – plastica e emissioni di carbonio – e li converte in qualcosa di veramente utile”, ha detto il co-primo autore Dr Sayan Kar.

“Invece di immagazzinare CO₂ sottoterra, come nella CCS, possiamo catturarlo dall’aria e ricavarne combustibile pulito”, ha affermato Rahaman. “In questo modo, possiamo escludere l’industria dei combustibili fossili dal processo di produzione del combustibile, che si spera possa aiutarci a evitare il clima distruzione.”

“Il fatto che possiamo effettivamente prendere CO₂ dall’aria e ricavarne qualcosa di utile è speciale”, ha detto Kar. “È soddisfacente vedere che possiamo effettivamente farlo usando solo la luce solare”.

Gli scienziati stanno attualmente lavorando su un dispositivo dimostrativo da banco con maggiore efficienza e praticità per evidenziare i vantaggi dell’unione della cattura diretta dell’aria con l’utilizzo di CO2 come percorso verso un futuro a zero emissioni di carbonio.