Non c'è dubbio che il cambiamento climatico sia un problema molto grave (e in peggioramento). Secondo un recente rapporto dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), anche se tutte le nazioni industrializzate del mondo diventassero carbon neutral durante la notte, il problema continuerebbe a peggiorare. In breve, non è sufficiente smettere di pompare megatoni di CO2 nell'atmosfera; dobbiamo anche iniziare a rimuovere ciò che abbiamo già messo lì.
È qui che entra in gioco la tecnica nota come cattura del carbonio (o rimozione del carbonio). Prendendo spunto dalla natura, un team internazionale di ricercatori dell'Università di Waterloo, in Ontario, ha creato una "foglia artificiale" che imita le capacità di lavaggio del carbonio della cosa reale. Ma piuttosto che trasformare CO atmosferica2 in una fonte di combustibile per sé, la foglia lo converte in un utile combustibile alternativo.
La ricerca del team è stata descritta in un articolo apparso di recente sul diario Energia naturale. Il team era guidato da Yimin A. Wu, ricercatore presso il Center for Nanoscale Materials presso l'Argonne National Laboratory (ANL) in Illinois e professore di ingegneria al Waterloo Institute for Nanotechnology (WIN). A lui si sono uniti ricercatori di entrambe le istituzioni, nonché la California State University (Northridge) e la City University di Hong Kong.
In natura, le piante verdi convertono CO atmosferica2 e acqua in glucosio e ossigeno attraverso il processo di fotosintesi. Ciò è reso possibile grazie alla clorofilla a pigmenti, che assorbe la luce del Sole in diverse lunghezze d'onda (blu-viola e rosso-arancio) per alimentare le reazioni chimiche. Il glucosio viene quindi utilizzato dalle piante come fonte di combustibile, mentre il gas ossigeno viene rilasciato.
Come ha spiegato Wu, lui e il suo team hanno usato la stessa idea per progettare la loro foglia artificiale, che si basa su un processo molto simile ma produce prodotti finali diversi. "Lo chiamiamo una foglia artificiale perché imita le foglie vere e il processo di fotosintesi", ha detto. “Una foglia produce glucosio e ossigeno. Produciamo metanolo e ossigeno. "
La chiave del processo (su cui Wu e i suoi colleghi hanno lavorato dal 2015) è l'ossido cupido, una polvere rossa economica che è stata ingegnerizzata chimicamente per avere il maggior numero possibile di particelle a otto facce. Questa polvere viene creata da una reazione chimica quando glucosio, acetato di rame, idrossido di sodio e dodecil solfato di sodio vengono aggiunti all'acqua che è stata riscaldata ad una temperatura specificata.
Questa polvere viene quindi aggiunta all'acqua dove funge da catalizzatore quando l'anidride carbonica viene pompata e un simulatore solare fa brillare un raggio di luce bianca nella soluzione. La risultante reazione chimica produce ossigeno gassoso (attraverso la fotosintesi) mentre il CO2, acqua e soluzione in polvere vengono convertiti in metanolo. Poiché il metanolo ha un punto di ebollizione inferiore rispetto all'acqua, la soluzione viene riscaldata e il metanolo viene raccolto man mano che evapora.
Questo processo riflette una ricerca simile condotta presso l'Università di Cambridge nel Regno Unito, dove i ricercatori hanno sviluppato un dispositivo che utilizza la fotosintesi prodotta dalla luce solare e dagli assorbitori di luce del cobalto per trasformare acqua e CO2 gas in syngas. Questa sostanza è composta da una miscela di idrogeno e monossido di carbonio e viene utilizzata nella produzione di carburanti alternativi, prodotti farmaceutici, materie plastiche e fertilizzanti.
È anche simile al concetto di "albero artificiale" sviluppato da Klaus Lackner, direttore del Lenfest Center for Sustainable Energy della Columbia University. Anni fa, Lackner propose un metodo in cui gli "alberi" con foglie di plastica rivestite di resina potevano rimuovere fino a 100 volte il CO2 dall'aria come alberi naturali. Una volta che le foglie hanno assorbito più anidride carbonica possibile, vengono poste in acqua per creare biocarburanti.
Un processo come questo è entusiasmante per due motivi. Innanzitutto, la rimozione di anidride carbonica (il principale responsabile del riscaldamento globale) dall'atmosfera contribuirà a rallentare i cambiamenti climatici. In secondo luogo, i carburanti alternativi che ne deriveranno consentiranno alle persone di continuare a fare affidamento su automobili non elettriche, dandoci così più tempo per passare alla vita a emissioni zero. O come ha detto Wu a Space Magazine via e-mail:
"Questa tecnologia dovrebbe ridurre le emissioni di CO2 emissione da compagnie petrolifere, automobilistiche e siderurgiche. Può anche fornire carburanti puliti e sostenibili, metanolo, per veicoli e aeromobili. Il metanolo è anche una materia prima nell'industria chimica per produrre materie plastiche e fibre. Ciò fornisce una soluzione per ridurre le emissioni di CO2 e produrre combustibili sostenibili per l'economia verde ".
In futuro, saranno prese ulteriori misure per aumentare la resa del metanolo e commercializzare il processo brevettato in modo che possa essere utilizzato per scopi industriali. "Sono estremamente entusiasta del potenziale di questa scoperta per cambiare il gioco", ha aggiunto Wu. "Il cambiamento climatico è un problema urgente e possiamo contribuire a ridurre le emissioni di CO2 emissioni, creando anche un combustibile alternativo. "
