Un’innocua polvere gialla, creata in laboratorio, potrebbe essere un nuovo modo per combattere la crisi climatica assorbendo il carbonio dall’aria.
Secondo i primi test, solo mezzo chilo di materiale potrebbe rimuovere la stessa quantità di anidride carbonica che un albero può rimuovere. Una volta che il carbonio viene assorbito dalla polvere, può essere rilasciato in uno stoccaggio sicuro o utilizzato in processi industriali, come la carbonizzazione delle bevande.
“Questo risolve davvero un grosso problema nel campo tecnologico e ci offre ora l’opportunità di ampliarlo e iniziare a usarlo”, afferma Omar Yaghi, chimico dell’Università della California, Berkeley. Non è il primo materiale ad assorbire carbonio, ma “è un salto di qualità in avanti [of other compounds] in termini di durabilità del materiale”.
La polvere è nota come struttura organica covalente, con forti legami chimici che estraggono i gas dall’aria. Il materiale è resistente e poroso e può essere utilizzato centinaia di volte, il che lo rende superiore ad altri materiali utilizzati per la cattura del carbonio.
Yaghi lavora su materiali simili da decenni. Fa parte di una spinta più ampia per raccogliere piccole quantità di carbonio dall’aria, sia dalle centrali elettriche che dall’aria attorno alle città. La ricerca di Yaghi con Zihui Zhou, uno studente laureato nel suo laboratorio, e altri è stata pubblicata sulla rivista Nature il mese scorso.
In laboratorio, il team di Yaghi ha testato la nuova polvere e ha scoperto che poteva assorbire e rilasciare carbonio con successo più di 100 volte. Si riempie di carbonio in circa due ore e poi deve essere riscaldato per rilasciare il gas prima di ricominciare il processo. Richiede solo una temperatura di circa 120F per rilasciare il carbonio; ciò lo rende un miglioramento rispetto ad altri metodi, che richiedono una temperatura molto più elevata.
Questa caratteristica significa che i luoghi che già producono calore extra – come fabbriche o centrali elettriche – potrebbero utilizzarlo per rilasciare il gas e riavviare il ciclo. Il materiale potrebbe essere incorporato nei sistemi di cattura del carbonio esistenti o nella tecnologia futura.
Yaghi dice che potrebbe immaginare un futuro in cui le persone costruiranno grandi impianti utilizzando il materiale in ogni città di 1 milione o più di persone in tutto il mondo. Ha in programma di ampliare l’uso di questo tipo di cattura del carbonio con la sua società Atoco, con sede a Irvine, in California, e ritiene che la polvere possa essere prodotta in quantità multi-tonnellata in meno di un anno.
Shengqian Ma, un chimico dell’Università del Nord del Texas che non è stato coinvolto nel nuovo lavoro, afferma che questa tecnologia potrebbe cambiare le regole del gioco. “Una sfida di lunga data per la cattura diretta dell’aria risiede nelle elevate temperature di rigenerazione”, afferma, aggiungendo che il nuovo materiale può ridurre sostanzialmente l’energia necessaria per utilizzare la cattura diretta dell’aria, rendendolo “molto nuovo” e “molto promettente”.
“Dobbiamo ridurre le nostre emissioni di gas serra e dobbiamo farlo velocemente”, afferma Farzan Kazemifar, un ingegnere meccanico della San Jose State University che non è stato coinvolto nel nuovo studio. “Nel breve termine, la sostituzione dei grandi emettitori di anidride carbonica – come le centrali elettriche a carbone – con elettricità rinnovabile offre la riduzione più rapida delle emissioni. Tuttavia, a lungo termine, nel caso in cui le emissioni non diminuiscano al ritmo desiderato, o se gli effetti del riscaldamento globale si intensificano, potremmo dover fare affidamento su tecnologie in grado di rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera, e la cattura diretta dell’aria è una di queste. di quelle tecnologie”.
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Tuttavia, rimuovere il carbonio dall’aria rimane difficile e, come per tutti gli studi in fase iniziale su scala di laboratorio, la sfida è ampliare il sistema per gli studi pilota. La concentrazione di anidride carbonica, sebbene in aumento, è attualmente pari a circa 400 parti per milione, ovvero allo 0,04%. Ciò significa che qualsiasi tecnologia per catturare il gas dall’aria richiede lo spostamento di enormi volumi d’aria – e ciò richiede un grande consumo di elettricità per far funzionare i ventilatori, afferma Kazemifar. “Credo che l’elevata intensità energetica del processo sia la sfida principale per tutti [direct air capture] tecnologie”.
Alcuni scienziati temono che le aspettative sui sistemi di cattura diretta dell’aria siano state eccessivamente rosee. Un gruppo di scienziati del MIT ha recentemente scritto un articolo che analizza le ipotesi di molti piani di stabilizzazione del clima e indica i modi in cui la cattura diretta dell’aria potrebbe essere eccessivamente ottimistica.
Ma sottolinea inoltre che una delle principali sfide per l’utilizzo di questo approccio per combattere il cambiamento climatico risiede nell’alto costo dei materiali per la creazione di sostanze che catturano il carbonio.
Tuttavia, Yaghi afferma che questo materiale può cambiare il modo in cui affrontiamo la rimozione del carbonio. “Si tratta di qualcosa su cui lavoriamo da 15 anni, che sostanzialmente risolve alcuni dei problemi ancora esistenti”, afferma. “Adesso non ci sono più scuse [not] per iniziare a pensare più seriamente a eliminare l’anidride carbonica dall’aria”.
