La cattura del carbonio è essenziale per ridurre l’impatto delle emissioni umane di anidride carbonica sul nostro clima. I ricercatori dell’Università di Tokyo e dell’Università di Nagoya in Giappone hanno sviluppato un metodo per confermare se il carbonio nel calcestruzzo proviene dalle materie prime o dal carbonio presente nell’aria che è rimasto intrappolato quando reagisce con il calcestruzzo per formare il minerale carbonato di calcio. Misurando il rapporto tra alcuni isotopi di carbonio nel calcestruzzo che era stato esposto all’aria e nel calcestruzzo che non lo era stato, il team ha potuto verificare con successo che si era verificata la cattura diretta del carbonio nell’aria. Questo metodo potrebbe essere utile per il settore industriale e per i paesi che cercano di compensare le proprie emissioni di carbonio.
Il 2023 si appresta a diventare l’anno più caldo mai registrato. I raccolti di riso appassirono in Giappone e le strade si sciolsero negli Stati Uniti Nonostante gli accordi internazionali e gli inviti all’azione, le emissioni di gas serra derivanti dai combustibili fossili hanno continuato ad aumentare. Se vogliamo evitare che il pianeta superi la soglia critica di un aumento della temperatura di 2 gradi Celsius entro il 2100 (rispetto ai livelli preindustriali), dobbiamo fare di più. Secondo il Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici delle Nazioni Unite, ridurre e prevenire da soli ulteriori emissioni non è sufficiente. Dobbiamo anche rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera se vogliamo raggiungere il nostro obiettivo.
La cattura diretta dell’aria (DAC) estrae l’anidride carbonica dall’aria utilizzando prodotti chimici o processi fisici. L’aumento dell’uso delle tecnologie DAC fa parte dello scenario di emissioni nette zero dell’Agenzia internazionale dell’energia (IEA), una gamma di metodi proposti per consentire al settore energetico globale di rimuovere la massima quantità di anidride carbonica (CO2) delle sue emissioni entro il 2050. Secondo l’IEA, l’industria è responsabile di un quarto delle emissioni di CO2 del sistema energetico globale2 emissioni nel 2022. Il cemento è il secondo prodotto industriale più utilizzato (dopo l’acqua) e comporta un elevato carico ambientale.
“Fino a 800 chilogrammi di CO22 viene emesso per tonnellata di cemento durante la sua produzione, quindi la riduzione delle emissioni è diventata una questione significativa nell’industria del calcestruzzo”, ha spiegato il professor Ippei Maruyama del Dipartimento di Architettura della Graduate School of Engineering dell’Università di Tokyo. “Il calcestruzzo è noto da tempo reagire con CO2 nell’aria formando carbonato di calcio, fenomeno indesiderato perché induce la corrosione delle barre di acciaio all’interno delle strutture in calcestruzzo. Tuttavia, l’industria del calcestruzzo sta ora valutando le modalità per sfruttare in modo efficace questa reazione”.
Sebbene problematica per la costruzione, la reazione che provoca la formazione di carbonato di calcio fissa o intrappola la CO2, rimuovendo il gas dall’atmosfera. Il carbonato di calcio si trova naturalmente anche nelle rocce, come il calcare, che vengono utilizzate nella produzione del calcestruzzo. “Ciò rende difficile distinguere se la CO2 identificato nel calcestruzzo è stato appena estratto dall’aria o proviene da rocce”, ha affermato Maruyama. “Quindi abbiamo sviluppato un metodo per verificarlo, che potrebbe essere utilizzato per determinare se il calcestruzzo prodotto può essere certificato come compensazione di CO2 emissioni.”
I ricercatori hanno condotto lo studio realizzando campioni di pasta di cemento idratata come una replica del calcestruzzo. Dopo essersi sufficientemente idratati, hanno macinato il campione di pasta in polvere, mantenendo contenuta la polvere non esposta e lasciando aperta all’aria la polvere esposta. Dopo sette e 28 giorni, hanno sciolto la polvere in acido per raccogliere il gas e, utilizzando una tecnica chiamata spettrometria di massa con acceleratore, hanno analizzato il rapporto tra diversi isotopi di carbonio (atomi con le stesse proprietà chimiche ma diverse proprietà fisiche), vale a dire carbonio-12, carbonio -13 e carbonio-14. Ciò ha consentito al team di valutare da dove provenisse il carbonio e se fosse già presente nelle materie prime, poiché i rapporti di carbonio riflettevano la proporzione nota di isotopi di carbonio nell’aria al momento in cui il gas veniva sigillato.
Successivamente i ricercatori vogliono applicare questo metodo di laboratorio a luoghi del mondo reale e testare come le diverse quantità di materie prime utilizzate nella produzione locale di calcestruzzo possano influenzare i risultati. “Fissare l’anidride carbonica dall’aria è certificato come un atto di compensazione della CO2 emissioni, quindi è economicamente vantaggioso in termini di scambio di emissioni. Estrarre carbonato di calcio per utilizzarlo nel calcestruzzo non lo è, quindi la distinzione è molto importante e questa ricerca può aiutare a sostenere un mercato sano”, ha affermato Maruyama. “Crediamo che la neutralità del carbonio e un’economia circolare nel settore delle costruzioni siano essenziali per il nostro futuro, in particolare in Giappone, dove questo settore ha un ruolo nel supportare la continuità aziendale e il recupero dai disastri naturali.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
