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Anidride carbonica e piante artificiali

 By Eniday Staff

Per ridurre o anche soltanto per stabilizzare la concentrazione di una sostanza nell’ambiente si possono seguire tre strade…

La prima consiste nel non aggiungerne altra. Ma non sempre è facile, a volte è quasi impossibile. Facciamo l’esempio più facile: vogliamo tutti assicurarci che i cambiamenti climatici non comportino effetti meteorologici disastrosi, ma gran parte dell’energia che utilizziamo proviene da processi di combustione che comportano il rilascio in atmosfera di anidride carbonica. Certo, stiamo tutti lavorando per ridurre le emissioni – e qualcuno in parte ci riesce, ma altri, invece, non hanno, almeno per il momento, invertito la tendenza. La seconda strada è il CCS, acronimo di Carbon Capture and Storage. In pratica, si tratta di realizzare congegni capaci di captare l’anidride carbonica generata dai processi di combustione, magari derivata dalla combustione confinata con ossigeno da cui esce in miscela con acqua che, raffreddata, può essere separata dalla CO2 ottenendola così pura. Si stanno sperimentando in vario modo tutte queste tecniche, con altalenanti risultati. Sono anzitutto piuttosto costose e non possono trovare applicazione che in grandi impianti industriali (centrali elettriche, siderurgia, chimica) che rappresentano certamente una fonte importante di anidride carbonica, ma certo non in maniera esclusiva (e automobili, fornelli e caldaie restano per forza di cose fuori da questi interventi). C’è poi la terza opzione che vede seguire alla fase di cattura della CO2 quella del suo utilizzo per ottenere prodotti a più alto valore aggiunto, ovvero la CCU, Carbon Capture and Utilization. C’è già qualcuno che in natura ruba l’anidride carbonica direttamente dall’atmosfera (che la contiene estremamente diluita) e la trasforma in utili sostanze organiche: le piante!

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Un impianto modulare di cattura della CO2 realizzato dalla svizzera Climeworks (climeworks.com)

Imitare le piante

Nelle piante il principio è abbastanza semplice: la luce solare serve da fonte di energia per convertire l’anidride carbonica presente nell’atmosfera in materiale organico, in particolare in zuccheri. Ma, siccome la catena delle reazioni chimiche in gioco è assai complessa, il rendimento della conversione dell’energia solare in materiale organico è piuttosto basso, in certi casi addirittura inferiore all’1%. Si potrà fare di meglio con un dispositivo artificiale, con una macchina creata dall’uomo?
È quello che hanno cominciato a fare nei laboratori del Collège de France di Parigi. L’idea è questa: utilizzare un sistema fotovoltaico per convertire l’irraggiamento solare in energia elettrica, con la quale alimentare una cella elettrochimica che ossida l’acqua su un elettrodo e riduce l’anidride carbonica sull’altro, in modo da trasformare la CO2 in altre molecole: monossido di carbonio, metano, metanolo, o altro a seconda di come si regola la reazione. L’idea non è nuova, per la verità, ma finora questi dispositivi richiedevano l’uso di materiali rari, costosi e in molti casi inquinanti: gallio, iridio, arsenico. Ed ecco la sfida: costruire una macchina che imita le piante per rubare anidride carbonica dall’aria spendendo poco e non producendo inquinamento.
Al Collège de France sembra ci siano riusciti, almeno in via sperimentale. Nella macchina messa a punto a Parigi gli elettrodi non sono realizzati con metalli esotici, ma con semplice rame ricoperto da una struttura porosa, che presenta minuscole cavità nelle quali sono celate delle piccole protuberanze, al fine di aumentare la superficie effettiva dell’elettrodo. In questo modo, l’efficienza del processo di riduzione dell’anidride carbonica a idrocarburi (etilene ed etano soprattutto) arriva a superare il 20% e il rendimento del sistema, inteso come rapporto tra l’energia solare catturata dalla cella fotovoltaica e quella contenuta negli idrocarburi prodotti, è pari al 2,3%, molto meglio della maggior parte delle piante. Certo, è soltanto di un esperimento, peraltro riuscitissimo, ma la strada sembra molto promettente, tanto che diversi gruppi industriali francesi hanno manifestato molto interesse. Si tratta – dicono i ricercatori francesi – di mettere a punto un apparecchio più facilmente replicabile e di ridurne i costi fino a renderlo conveniente rispetto a tutte le altre strategie di abbattimento della CO2.

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