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Creato un catalizzatore che trasforma l’anidride carbonica in carburante

Cambiamenti climatici possono essere combattuti. Il sistema si ispira alle piante e offre una efficienza pari al 64 per cento: è il più alto di sempre

Roberto Zoncadi R.Z.   
Il dottor Phil De Luna
Il dottor Phil De Luna

Un nuovo catalizzatore creato dagli scienziati della U of T Engineering sembra avvicinare l’uomo alla realizzazione di un sistema efficiente in grado di trasformare l'anidride carbonica (CO2) in energia chimica da immagazzinare. Il processo, simile in tutto e per tutto a quello della fotosintesi, adottato da milioni di anni dalle piante, funziona grazie all’utilizzo combinato di più fonti energetiche rinnovabili. "La cattura del carbonio come anche le energie rinnovabili - evidenzia sulle pagine di Nature Chemistry il dottor Phil De Luna, uno degli autori della scoperta - sono due tecnologie promettenti, ma ci sono ancora dei problemi da risolvere. La cattura della CO2 risulta costosa, mentre le fonti rinnovabili come solare ed eolico forniscono energia intermittente. E’ vero, si possono utilizzare delle batterie, ma l’utilizzo delle stesse non è sempre possibile. Sugli aerei che devono effettuare lunghi viaggi, o per il riscaldamento delle abitazioni, i risultati migliori si ottengono con i carburanti”.

Trasforma l’anidride carbonica in carburante

De Luna, che ha collaborato con i professori Xueli Zheng e Bo Zhang, vuole cercare una soluzione in grado di accettare e vincere entrambe le sfide contemporaneamente. Il tutto prendendo però spunto da Madre Natura. L’equipe sta progettando un sistema artificiale che, imitando le piante e altri organismi fotosintetici, usa la luce solare per convertire la CO2 in una soluzione liquida utilizzabile in un secondo momento come carburante. Come nelle piante il sistema dei ricercatori della U of T Engineering si basa su due reazioni chimiche. La prima divide l'H2O in protoni e ossigeno, l’altra converte la CO2 in monossido di carbonio o CO. Quest’ultimo può essere a sua volta convertito in idrocarburi attraverso un processo industriale noto come sintesi di Fischer-Tropsch.

Superato il problema degli alti consumi energetici

"Negli ultimi due anni - afferma Zhang, professore all'Università di Fudan - il nostro team ha sviluppato catalizzatori molto performanti, sia per la prima che per la seconda reazione. Mentre il secondo catalizzatore funziona in condizioni neutre, il primo catalizzatore richiede però alti livelli di pH per essere più attivo". Un problema, quest’ultimo, che il team di ricercatori ha superato grazie al nuovo catalizzatore. "Ha un basso potenziale - spiega Zheng, postdottorato presso la Stanford University - il che significa che è necessaria meno energia elettrica per far avanzare la reazione. Oltre a ciò, avere un catalizzatore che può funzionare allo stesso pH neutro della reazione di conversione di CO2 riduce il potenziale complessivo della cellula".

Efficienza da record: raggiunto il 64 per cento

Il team, stando a quanto riportato sulle pagine di Nature Chemistry, sostiene che l'efficienza complessiva di conversione dell'energia elettrica-chimica del sistema è pari al 64 per cento. Secondo De Luna, questo è il valore più alto mai raggiunto per un tale sistema, compreso il precedente, che ha raggiunto appena il 54 per cento. Il nuovo catalizzatore, costituito di nichel, ferro, cobalto e fosforo (materiali privi di rischi per la sicurezza e disponibili anche a basso costo), può essere sintetizzato a temperatura ambiente utilizzando apparecchiature relativamente economiche. Il gruppo di ricercatori ha dimostrato inoltre la sua grande stabilità: il dispositivo è rimasto stabile per tutta la sperimentazione, andata avanti per oltre 100 ore.

Presto un sistema pilota in una centrale elettrica

Il laboratorio Sargent sta attualmente lavorando per la costruzione di un sistema pilota. L’obiettivo è quello di catturare la CO2 dagli scarichi rilasciati da una centrale elettrica alimentata con gas naturale e convertirla in combustibili liquidi. "Dobbiamo determinare le giuste condizioni operative - conclude De Luna -. Da questo momento in poi, è tutto ingegneristico".

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Roberto Zoncadi R.Z.   

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