I chimici hanno sviluppato un nuovo modo per catturare e convertire l’anidride carbonica in metano, suggerendo che le future emissioni di gas potrebbero essere convertite in un combustibile alternativo utilizzando elettricità proveniente da fonti rinnovabili.
Anidride carbonica (CO2) è un gas serra che rappresenta gran parte del riscaldamento climatico della Terra ed è prodotto da centrali elettriche, fabbriche e varie forme di trasporto. I tipici sistemi di cattura del carbonio volti a ridurne la presenza nell’atmosfera lavorano per ridurre le emissioni di anidride carbonica isolando la CO2 da altri gas e convertendolo in prodotti utili. Tuttavia, questo processo è difficile da implementare su scala industriale a causa dell’enorme quantità di energia richiesta per il funzionamento di questi sistemi.
Ora, utilizzando uno speciale catalizzatore a base di nichel, i ricercatori hanno trovato un modo per risparmiare gran parte di questa preziosa energia trasformando l’anidride carbonica catturata direttamente in metano, ha affermato Tomaz Neves-Garcia, autore principale dello studio e attuale ricercatore post-dottorato in chimica. e biochimica presso la Ohio State University.
Utilizzando atomi di nichel disposti su una superficie elettrificata, il team è stato in grado di convertire direttamente il carbammato, la forma catturata dell’anidride carbonica, in metano. Hanno scoperto che gli atomi di nichel, un catalizzatore economico e ampiamente disponibile, erano estremamente efficaci nel realizzare questa conversione.
“Stiamo partendo da una molecola a bassa energia per produrre da essa un carburante ad alta energia”, ha affermato Neves-Garcia. “Ciò che lo rende così interessante è che altri catturano, recuperano e poi convertono l’anidride carbonica in passaggi, mentre noi risparmiamo energia eseguendo questi passaggi simultaneamente.”
Ancora più importante, la razionalizzazione del processo di cattura del carbonio aiuta a riformulare ciò che gli scienziati sanno sul ciclo del carbonio ed è un passo fondamentale verso la creazione di strategie più complesse per tecnologie di mitigazione climatica più rapide ed efficienti.
“Dobbiamo concentrarci sullo spendere la minor quantità di energia possibile per la cattura e la conversione del carbonio”, ha affermato Neves-Garcia. “Quindi, invece di eseguire tutte le fasi di acquisizione e conversione in modo indipendente, possiamo combinarle in un’unica fase, evitando processi dispendiosi in termini di energia.”
Il documento è stato recentemente pubblicato su Giornale dell’American Chemical Society.
Sebbene molti metodi di cattura del carbonio siano ancora nelle fasi iniziali, con ricercatori provenienti da una serie di campi che lavorano per migliorarli, il campo è promettente, ha affermato Neves-Garcia.
Conversione di CO2 in un combustibile che utilizza elettricità rinnovabile ha il potenziale per chiudere il ciclo del carbonio. Ad esempio, quando il metano viene bruciato per generare energia, emette anidride carbonica che, se catturata e riconvertita in metano, potrebbe portare a un ciclo continuo di produzione di energia senza aumentare il peso del riscaldamento globale della Terra.
Lo studio rappresenta anche la prima volta che i ricercatori hanno scoperto di poter utilizzare l’elettrochimica per ottenere la conversione del carbammato in metano. Sebbene siano stati fatti molti tentativi per convertire la CO2 catturata2 in prodotti utili, finora la maggior parte dei ricercatori ha dimostrato solo la capacità di produrre monossido di carbonio.
“Il metano può essere un prodotto davvero interessante, ma la cosa più importante è che apre la strada allo sviluppo di più processi per convertire la CO2 catturata2 in altri prodotti”, ha detto.
Andando avanti, il team prevede di continuare a esplorare altre alternative chimiche di energia pulita per contribuire a ispirare la creazione di una varietà di percorsi sostenibili di cattura del carbonio.
“Tutto torna sempre all’energia, e c’è molta eccitazione e impegno investiti nel futuro di questo campo per salvarne una maggiore quantità”, ha affermato Neves-Garcia.
Altri coautori includono Quansong Zhu e L. Robert Baker dell’Ohio State, Liane M. Rossi dell’Università di San Paolo, Mahmudul Hasan e Robert E. Warburton della Case Western Reserve University, Jing Li e Hailiang Wang dell’Università di Yale, come così come Zhan Jiang e Yongye Liang della Southern University of Science and Technology.
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