Pensatelo come un riciclaggio su scala nanometrica: un allettante processo elettrochimico raccoglie carbonio prima che diventi inquinamento atmosferico e lo ristrutturi nei componenti dei prodotti di uso quotidiano.
CO2 – foto illustrativa. Credito immagine: Pixabay (licenza gratuita Pixabay)
Il tentativo di catturare l’anidride carbonica presente nell’aria dai rifiuti industriali e trasformarla in carburante e plastica sta guadagnando slancio dopo che un team di ricercatori della McMaster University ed esperti di chimica computazionale dell’Università tecnica danese di Copenaghen hanno scoperto esattamente come funziona il processo e dove si impantana.
I ricercatori si sono proposti di risolvere il motivo per cui i materiali sintetici che hanno dimostrato di catalizzare e convertire l’anidride carbonica si degradano troppo rapidamente perché il processo possa essere pratico a livello industriale.
Utilizzando apparecchiature di ingrandimento estremamente potenti presso il Centro canadese per la microscopia elettronica (CCEM) nel campus di McMaster, i ricercatori sono stati in grado di catturare la reazione chimica su scala nanometrica – miliardesimi di metro – consentendo loro di studiare sia il processo di conversione sia di capire come si rompe il catalizzatore. giù in condizioni operative.
L’autore principale Ahmed Abdellah ha trascorso anni a sviluppare le tecniche che hanno reso possibile osservare il processo, utilizzando un reattore elettrochimico abbastanza piccolo da funzionare sotto i microscopi elettronici al centro.
“È emozionante per noi che questa sia la prima volta che qualcuno sia riuscito a osservare sia le forme di queste strutture che le loro strutture cristalline, per vedere come si evolvono su scala nanometrica”, afferma Abdellah, un ex studente di dottorato presso l’Università di Washington. laboratorio di ingegneria chimica di Drew Higgins e ora ricercatore post-dottorato presso il CCEM.
Higgins, un autore corrispondente di la cartarecentemente pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla naturaspera che le nuove informazioni faciliteranno lo sforzo globale per ridurre l’inquinamento da carbonio allontanando l’anidride carbonica dai flussi di rifiuti e riciclandola invece per creare prodotti utili che altrimenti sarebbero ottenuti da combustibili fossili.
“Quello che abbiamo scoperto è che i catalizzatori che possono convertire l’anidride carbonica in combustibili e sostanze chimiche si ristrutturano abbastanza rapidamente in condizioni operative. Le loro strutture cambiano e le loro proprietà cambiano, proprio davanti ai nostri occhi” dice Higgins.
“Ciò determina quanto sono efficienti nel convertire l’anidride carbonica e quanto durano. I catalizzatori alla fine si degradano e smettono di funzionare e vogliamo sapere perché lo fanno e come lo fanno, in modo da poter sviluppare strategie per migliorare la loro durata operativa”.
Abdellah, Higgins e i loro colleghi sperano che loro e altri ricercatori in tutto il mondo possano utilizzare i risultati della ricerca descritti nel nuovo articolo per far durare più a lungo i materiali reattivi e catalizzare il processo in modo più efficiente, per consentire l’ampliamento del processo in laboratorio per uso commerciale.
Industrie come la produzione di cemento, la produzione di birra e la distillazione, così come le raffinerie chimiche, producono elevati volumi di anidride carbonica facilmente recuperabile, spiega Higgins, rendendoli probabilmente i primi obiettivi per l’implementazione della tecnologia una volta che sarà migliorata al punto in cui sarà commercialmente fattibile.
Successivamente arriveranno altre forme meno concentrate di CO2 nei rifiuti industriali.
Anche se oggi è una possibilità remota, Higgins dice che è possibile che la stessa tecnologia possa diventare abbastanza efficiente e stabile da estrarre l’anidride carbonica dall’aria ambiente come “materia prima” per carburante e sostanze chimiche utili.
“Siamo ancora un po’ lontani, ma negli ultimi cinque anni circa i progressi sono stati molto rapidi in questo campo di ricerca e sviluppo”, afferma Higgins.
“Dieci anni fa la gente non pensava a questo tipo di conversione, ma ora cominciamo a vedere delle promesse. Efficienza e durata, tuttavia, non sono ancora abbastanza elevate. Una volta rimossi questi colli di bottiglia, questa idea potrà davvero decollare”.
Scritto da Wade Hemsworth
Fonte: Università McMaster
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org