Un nuovo metodo di cattura del carbonio per controllare il riscaldamento globale è stato ideato per catturare l'anidride carbonica dalle emissioni dei combustibili fossili.
Le emissioni delle serre sono il maggior contributore al cambiamento climatico. Le emissioni di gas serra critici sono il risultato dell'industrializzazione su larga scala e dell'attività umana. La maggior parte di queste emissioni di gas serra sono di anidride carbonica (CO2) derivante dalla combustione di combustibili fossili. Dall’inizio dell’era dell’industrializzazione la concentrazione totale di CO2 nell’atmosfera è aumentata di oltre il 40%. Questo costante aumento delle emissioni di gas serra sta riscaldando il pianeta pianeta in quello che viene definito "il riscaldamento globale' poiché le simulazioni al computer hanno dimostrato che le emissioni sono responsabili dell'aumento della temperatura superficiale media della terra nel tempo, indicando un 'cambiamento climatico' dovuto a cambiamenti nei modelli delle precipitazioni, nella gravità delle tempeste, nel livello del mare, ecc. Pertanto, sviluppare metodi adeguati per 'intrappolare o catturare «Le emissioni di anidride carbonica rappresentano un aspetto critico nella lotta al cambiamento climatico. Carbonio la tecnologia di acquisizione esiste da decenni ma recentemente ha acquisito maggiore attenzione a causa delle preoccupazioni ambientali.
Una nuova metodologia di cattura del carbonio
La procedura standard di carbonio la cattura comporta l'intrappolamento e la separazione della CO2 da una miscela gassosa, quindi il trasporto allo stoccaggio e lo stoccaggio a distanza, lontano dall'atmosfera, solitamente sotterranea. Questo processo richiede un elevato consumo di energia e comporta numerosi problemi tecnici, rischi e limitazioni, ad esempio un'elevata probabilità di perdite nel sito di stoccaggio. Un nuovo studio pubblicato su Chem descrive un'alternativa promettente per la cattura del carbonio. Gli scienziati del Department of Energy USA hanno sviluppato un metodo unico per rimuovere la CO2 dalle centrali elettriche a carbone e questo processo richiede il 24% di energia in meno rispetto ai benchmark attualmente utilizzati nel settore.
I ricercatori hanno lavorato su fenomeni naturali biologico composti chiamati bis-iminoguanidine (BIG) che hanno la capacità di legarsi ad anioni caricati negativamente come visto in studi precedenti. Hanno pensato che questa particolare proprietà dei BIG dovesse essere applicabile anche agli anioni bicarbonato. Quindi i BIG possono agire come un assorbente (una sostanza che raccoglie altre molecole) e convertire la CO2 in calcare solido (carbonato di calcio). La calce sodata è una miscela di idrossidi di calcio e sodio utilizzata dai subacquei, dai sottomarini e da altri ambienti a respirazione chiusa per filtrare l'aria espirata e prevenire qualsiasi pericoloso accumulo di CO2. L'aria può quindi essere riciclata più volte. Ad esempio, i rebreather per i subacquei consentono loro di restare subacqueo per molto tempo, cosa altrimenti impossibile.
Un metodo unico che richiede meno energia
Sulla base di questa comprensione hanno sviluppato un ciclo di separazione della CO2 che utilizzava una soluzione acquosa BIG. In questo particolare metodo di cattura del carbonio hanno fatto passare i gas di combustione attraverso la soluzione che ha fatto sì che le molecole di CO2 si legassero all'assorbente BIG e questo legame le cristallizzerebbe in un tipo solido di biologico calcare. Quando questi solidi venivano riscaldati a 120 gradi Celsius, veniva rilasciata CO2 legata che poteva poi essere immagazzinata. Poiché questo processo avviene a temperature relativamente più basse rispetto ai metodi esistenti di cattura del carbonio, l’energia richiesta per il processo è ridotta. Inoltre, l'assorbente solido può essere nuovamente sciolto acqua e riciclato per il riutilizzo.
Le attuali tecnologie di cattura del carbonio hanno molti problemi persistenti come problemi di stoccaggio, costi energetici elevati, ecc. Il problema principale è l'uso di assorbenti liquidi che evaporano o si decompongono nel tempo e richiedono anche almeno il 60 percento dell'energia totale per riscaldarli, il che è molto alto. Il sorbente solido nel presente studio ha superato la limitazione energetica perché la CO2 viene catturata da un sale di bicarbonato solido cristallizzato che richiedeva circa il 24% di energia in meno. Inoltre, non si è verificata alcuna perdita di assorbente anche dopo 10 cicli consecutivi. Questa minore necessità di energia può ridurre i costi di cattura del carbonio e se consideriamo miliardi di tonnellate di CO2, questo metodo può avere un grande impatto, annullando le emissioni di gas serra attraverso un'adeguata cattura.
Una limitazione di questo studio è la capacità di CO2 e il tasso di assorbimento relativamente bassi, dovuti alla limitata solubilità del sorbente BIG in acqua. I ricercatori stanno cercando di combinare solventi tradizionali come gli amminoacidi con questi GRANDI assorbenti per risolvere questa limitazione. L’attuale esperimento è stato condotto su piccola scala in cui il 99% della CO2 è stata rimossa dai gas di scarico. Il processo deve essere ulteriormente ottimizzato in modo che possa essere ampliato per catturare almeno una tonnellata di CO2 ogni giorno e da qualsiasi diverso tipo di emissione. Il metodo deve essere efficace nel gestire le contaminazioni presenti nelle emissioni. L’obiettivo finale di una tecnologia di cattura del carbonio sarebbe quello di catturare direttamente la CO2 dall’atmosfera utilizzando un metodo conveniente ed efficiente dal punto di vista energetico.
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Fonte (s)
Williams N et al. 2019. Cattura di CO2 tramite i dimeri cristallini del bicarbonato legati all'idrogeno. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
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