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Attualmente, poiché gli effetti del riscaldamento globale si fanno sempre più sentire, la riduzione dell’impronta di carbonio rimane una delle questioni più importanti. Mentre alcuni ricercatori hanno sviluppato un biodiesel elettrosintetico significativamente più efficiente e più pulito delle alternative esistenti, altri stanno esplorando la trasformazione dell’anidride carbonica in metano. I chimici americani hanno così sviluppato un metodo efficace per catturare e convertire la CO2 in CH4. Secondo loro, questo progresso nell’uso dell’elettrochimica apre la strada alla trasformazione dell’anidride carbonica in combustibili alternativi.
Nel contesto della lotta ai gas serra, molti ricercatori si stanno ora concentrando sulle innovazioni energetiche, come la conversione della CO2 in metano. Lo scorso giugno, i ricercatori del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) in Corea del Sud hanno sviluppato una tecnologia in grado di eseguire questo processo con un’efficienza del 99,3%, un risultato notevole rispetto ai metodi attuali che faticano a superare il 70%. Questa tecnologia si basa sulla fotocatalisi, un processo che utilizza la luce per accelerare una reazione chimica.
Il team sudcoreano ha utilizzato un fotocatalizzatore composto da seleniuro di cadmio e biossido di titanio amorfo (TiO2). Il seleniuro di cadmio è stato selezionato per la sua capacità di assorbire in modo efficiente la luce visibile e infrarossa, mentre la struttura disordinata del TiO2 amorfo ottimizza il trasferimento di carica garantendo al contempo stabilità chimica e termica. Sebbene questa innovazione rappresenti un passo avanti verso una soluzione sostenibile al riscaldamento globale, la sua diffusione su larga scala resta da determinare.
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Allo stesso tempo, altri sistemi convenzionali di cattura della CO2 volti a trasformarla in prodotti utili sono in fase di sviluppo, ma richiedono ancora una notevole quantità di energia per essere implementati a livello industriale. Tuttavia, i ricercatori dell’Università dell’Ohio hanno scoperto un modo per risparmiare questa energia trasformando direttamente la CO2 catturata in metano.
Atomi di nichel come catalizzatore innovativo
Secondo Tomaz Neves-Garcia, autore principale del nuovo studio e ricercatore post-dottorato in chimica e biochimica presso la Ohio State University, la chiave di questo nuovo metodo è l’uso di un catalizzatore a base di nichel, piuttosto che di un fotocatalizzatore. Il team ha preso di mira direttamente la forma catturata di anidride carbonica, il carbammato.
Nel loro lavoro, pubblicato nel Giornale dell’American Chemical Societyspiegano i ricercatori di aver utilizzato atomi di nichel disposti su una superficie elettrizzata. Hanno scoperto che questo catalizzatore consente la conversione diretta del carbammato in metano. “ Stiamo passando da una molecola a bassa energia ad un combustibile ad alta energia, il che è vantaggioso perché rilascia più energia utilizzabile durante la combustione “, ha detto Neves-Garcia in un comunicato. “ Ciò che lo rende così interessante è che altri catturano, recuperano e convertono l’anidride carbonica in più passaggi, mentre noi risparmiamo energia eseguendo questi passaggi contemporaneamente. “, ha aggiunto.
Vedi anche
Processus de conversion du carbamate en CH4. © Tomaz Neves-Garcia
et al./ Journal of the American Chemical Society
(2024)
Questo metodo è quindi il primo a sfruttare l’elettrochimica per convertire il carbammato in metano. “ Il metano può essere un prodotto molto interessante, ma soprattutto apre la porta a processi per convertire la CO2 catturata in altri prodotti, come il metanolo o idrocarburi più complessi. “, spiega Neves-Garcia. I ricercatori ritengono che questo approccio potrebbe in qualche modo contribuire a “chiudere” il ciclo del carbonio. Una volta bruciato, infatti, il metano emette CO2 che, catturata e riconvertita in CH4, crea un ciclo continuo di produzione di energia, limitando così il suo impatto sul riscaldamento globale.
Il team ora prevede di esplorare altre alternative chimiche, sia pulite che sostenibili, per catturare il carbonio atmosferico. “ Dobbiamo sforzarci di ridurre al minimo l’energia spesa per la cattura e la conversione del carbonio
», sottolinea Neves-Garcia. “ Quindi, invece di eseguire separatamente tutte le fasi di acquisizione e conversione, possiamo combinarle in un unico passaggio, evitando così processi ad alta intensità energetica », conclude.
