Un team di scienziati dell’UNSW ha scoperto che alcuni dei nuovi refrigeranti più importanti si rompono, in parte, in persistenti inquinanti di gas serra, compresi i composti che sono stati vietati a livello internazionale. I refrigeranti sono sostanze chimiche che passano da un liquido a un gas-e viceversa-e trasferiscono il calore nel processo, che vengono utilizzati per la refrigerazione e il riscaldamento interno e il raffreddamento. I prodotti chimici sono anche usati come propellenti aerosol, ritardanti di incendi e nella produzione di materie plastiche schiumate.
Hydrofluoroolefins (HFOS), che reagisce rapidamente nell’atmosfera inferiore, sono emersi come sostanze chimiche sintetiche di piombo per i refrigeranti e sono considerati un’alternativa più ecologica ai loro predecessori chimici.
Mentre è noto che HFOS si decompone in sostanze chimiche come il trifluoroacetaldeide, si è verificata una discussione persistente sul fatto che questo composto si rompa ulteriormente in fluoroformio – l’idrofluorocarburo più dannoso per l’ambiente (HFC) che sono stati usati per sostituire.
Un documento guidato dal dott. Christopher Hansen di UNSW Chemistry e pubblicato nel Journal of the American Chemical Society, ha dimostrato che gli HFO si rompono in una piccola quantità di fluoroformio. Questa nuova ricerca suggerisce che dobbiamo esaminare più da vicino l’impatto ambientale di HFOS, sollevando domande sulla loro sicurezza a lungo termine.
“A questo punto non comprendiamo appieno gli impatti ambientali degli HFO”, afferma il dott. Hansen. “Ma, a differenza di esempi precedenti come i CFC e la benzina piombo, stiamo cercando di capire le conseguenze delle emissioni su larga scala prima di aver potenzialmente danneggiato l’ambiente e la salute umana in modo irreversibile. Stiamo cercando di cercare di cambiare il modo in cui la scienza introduce nuovi prodotti.”
La storia finora
Il buco nello strato di ozono è il risultato di attività umane che hanno rilasciato sostanze chimiche che impollano ozono, tra cui clorofluorocarburi (CFC), alcune delle prime sostanze chimiche sintetiche utilizzate come refrigeranti e nelle lattine di aerosol.
Grazie al protocollo di Montreal, la società ha iniziato a eliminarli a livello internazionale e sono stati in gran parte sostituiti con HFC, che sono stati utilizzati su scala globale della metà degli anni ’90.
Sebbene gli HFC non causino alcuna deplezione dello strato di ozono, si sono rivelati potenti gas serra. “Alla fine, gli scienziati hanno scoperto che 1 kg di fluoroformio – un HFC un tempo usato – emesso oggi contribuirà tanto al riscaldamento superficiale del pianeta nel secolo successivo quanto oltre 14.000 kg di anidride carbonica”, afferma il dott. Hansen.
Dopo aver realizzato il potenziale di riscaldamento della serra estremo di HFCS, il loro fase di fase globale è iniziato nel 2016.
Gli HFO, che hanno una durata atmosferica più corta, sono ora i principali sostituti sintetici e vengono rapidamente proliferati come refrigeranti, agenti che soffrono di schiuma-come quelli usati nell’isolamento della schiuma e dei propellenti aerosol.
Mentre gli scienziati conoscono alcune informazioni sui percorsi chimici della decomposizione di HFO, c’è stato un dibattito di lunga data sul fatto che si rompono effettivamente in alcuni degli HFC più ostili più ostili.
Esperimenti che simulano l’atmosfera
Gli HFO sono costituiti da unità chimiche più reattive delle loro precedenti controparti, quindi non si alzano nell’atmosfera superiore e diventano gas serra di lunga durata.
“Ma come chimici, guardiamo le strutture di queste molecole e iniziamo a provare a immaginare in cosa si trasformano”, afferma il dott. Hansen. “Quindi piuttosto che andare, oh, questa cosa ha solo una vita di due settimane, non può essere un gas serra, dobbiamo vedere in cosa si è trasformato.
“E la maggior parte dei chimici esaminerà queste strutture e possono trarre reazioni che in realtà portano a HFC.”
Ma confermare se gli HFO si rompono negli HFC in bassi rese richiede esperimenti difficili e la maggior parte delle tecniche e strumenti esistenti non ha la sensibilità e la specificità per farlo.
Il dott. Hansen e il suo team hanno utilizzato più tecniche, tra cui due inventate solo per questo studio, per misurare e valutare la reazione chimica attraverso l’intera gamma di pressioni previste nell’atmosfera.
“Abbiamo usato una varietà di tecniche spettroscopiche per osservare la reazione. E abbiamo creato una miscela di gas a varie pressioni per simulare un’atmosfera inquinata con una quantità di traccia del prodotto di decomposizione HFO immediato. Quindi abbiamo usato un laser per simulare i fotoni che altrimenti verrebbero dal sole, per guidare la reazione”, afferma il dott. Hansen.
Nuovi dati per i modelli climatici
Sappiamo che gli HFO si decompongono in carbonili fluorurati come il trifluoroacetaldeide a una resa fino al 100%. Ciò significa che tutte le molecole di HFO si trasformano nel primo prodotto e, per alcuni HFO, potresti ottenere due molecole di quel prodotto per ogni molecola di HFO che si rompe. Questo studio rivela che il passo successivo della reazione, guidato dalla luce, produce una piccola quantità di fluoroformio dalla decomposizione della trifluoroacetaldeide. Il fluoroform è l’HFC con il più grande potenziale di riscaldamento globale.
“Abbiamo dimostrato in modo completo che alcuni degli HFO più importanti si rompono negli HFC e hanno fornito i primi dati scientifici difficili necessari per modellare e prevedere le conseguenze dell’emissione su larga scala”, afferma il dott. Hansen. “Sebbene la reazione produca solo una piccola quantità di fluoroformio, la sostanza chimica può esistere nell’atmosfera fino a 200 anni e con un potenziale di riscaldamento globale più di 14000 volte maggiore di CO2, Una piccola resa può ancora avere un impatto significativo “.
Molte crisi atmosferiche ci hanno colto di sorpresa. “Pensa a benzina, eventi di smog letale del 20 ° secolo, la crisi del buco dell’ozono”, spiega il dott. Hansen. “Ma questo non era perché i nostri modelli non erano abbastanza buoni, ma piuttosto perché l’importante chimica mancava dai modelli”, afferma.
Ora, questo studio risolve una polemica di lunga data e fornisce i dati scientifici difficili necessari per modellare e prevedere l’impatto dell’emissione su larga scala di HFO, prima che i politici potrebbero aver bisogno di reagire a una crisi ambientale emergente.
I gruppi di modellazione climatica dell’UNSW, così come gli scienziati di tutto il mondo, sono ora pronti a inserire questi dati nei modelli, per aiutare a elaborare l’impatto ambientale del continuare a utilizzare gli HFO.
“Sebbene rimangono domande, questo documento offre prove cruciali che dovrebbero informare i prossimi passi per affrontare l’impatto ambientale delle sostanze chimiche che rilasciamo nell’atmosfera”, afferma il dott. Hansen.
Il dott. Hansen e il suo team stanno pianificando ulteriori nuovi lavori sperimentali. “Per questo documento, abbiamo eseguito gli esperimenti a una sola lunghezza d’onda, la lunghezza d’onda utilizzata negli studi che attualmente guidano i regolatori, l’industria, i governi”, afferma. “Abbiamo in programma di studiare questa chimica usando altre lunghezze d’onda della luce, in cui la resa potrebbe essere più alta o più bassa.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
