I ricercatori hanno dimostrato come l’anidride carbonica può essere catturata dai processi industriali – o anche direttamente dall’aria – e trasformata in combustibili puliti e sostenibili utilizzando solo l’energia del sole.
I ricercatori dell’Università di Cambridge hanno sviluppato un reattore a energia solare che converte la CO2 catturata e i rifiuti di plastica in combustibili sostenibili e altri preziosi prodotti chimici.
Nei test, la CO2 è stata convertita 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.
Cattura del carbonio dall’aria e sua conversione fotoelettrochimica in carburante con contemporanea conversione di plastica di scarto in sostanze chimiche. Credito immagine: Ariffin Mohamad Annuar, Università di Cambridge
A differenza dei precedenti test della tecnologia dei combustibili solari, tuttavia, il team ha prelevato 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 convertirla in combustibile sostenibile.
Sebbene siano necessari miglioramenti prima che questa tecnologia possa essere utilizzata su scala industriale, il risultatiriportato sulla 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, del professor Erwin Reisner gruppo di ricerca, 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 la CO2 e l’acqua in combustibili utilizzando solo la forza del sole.
La CO2 può essere catturata dai processi industriali. Credito immagine: valentin_b90 tramite Pixabay, licenza gratuita
Fino ad oggi, i loro esperimenti a energia solare hanno utilizzato CO2 pura e concentrata da una bombola, ma affinché la tecnologia sia di uso pratico, deve essere in grado di catturare attivamente CO2 dai processi industriali o direttamente dall’aria. Tuttavia, poiché la CO2 è solo uno dei tanti tipi di molecole presenti nell’aria che respiriamo, rendere questa tecnologia sufficientemente selettiva da convertire la CO2 altamente diluita è un’enorme sfida tecnica.
“Non siamo interessati solo alla decarbonizzazione, ma anche 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 catturata e poi pompata e immagazzinata nel sottosuolo.
“La CCS è una tecnologia molto apprezzata dall’industria dei combustibili fossili come mezzo per ridurre le emissioni di carbonio continuando allo stesso tempo 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 seppellirla 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 CO2 e plastica in carburante e sostanze chimiche utilizzando solo l’energia del sole.
Facendo gorgogliare aria attraverso il sistema contenente una soluzione alcalina, la CO2 viene intrappolata 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 soluzione di CO2 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 la 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 la CO2 viene convertita in syngas, che è un semplice combustibile.
“Questo sistema a energia solare prende due prodotti di scarto dannosi – plastica ed emissioni di carbonio – e li converte in qualcosa di veramente utile”, ha detto il co-primo autore Dr Sayan Kar.
“Invece di immagazzinare la CO2 sottoterra, come nella CCS, possiamo catturarla dall’aria e ricavarne combustibile pulito”, ha affermato Rahaman. “In questo modo, possiamo escludere l’industria dei combustibili fossili dal processo di produzione di combustibili, il che, si spera, può aiutarci a evitare la distruzione del clima”.
“Il fatto che possiamo effettivamente prendere la CO2 dall’aria e ricavarne qualcosa di utile è speciale”, ha affermato 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.
Fonte: università di Cambridge
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
