Potrebbe non essere necessaria la costosa separazione del gas per riciclare la CO2 dall’aria e dagli impianti industriali

Ecodaily

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Secondo i ricercatori dell’Università del Michigan, un passo costoso nel processo di conversione delle emissioni di anidride carbonica in prodotti utili come biocarburanti e prodotti farmaceutici potrebbe non essere necessario.

L’anidride carbonica nell’atmosfera terrestre è un fattore chiave del cambiamento climatico, con la combustione di combustibili fossili che rappresenta il 90% di tutte le emissioni di CO2.Le nuove normative EPA introdotte ad aprile richiedono che gli impianti a combustibili fossili riducano le emissioni di gas serra del 90% entro il 2039.

Molti ricercatori sostengono che immagazzinare quella CO2 sarebbe uno spreco quando il carbonio è necessario per produrre molti prodotti da cui dipendiamo quotidianamente, come vestiti, profumi, carburante per aerei, cemento e plastica.Ma il riciclaggio della CO2 in genere richiede che venga separata dagli altri gas, un processo con un prezzo che può essere proibitivo.

Ora, nuovi tipi di elettrodi, potenziati con un rivestimento di batteri, possono saltare questo passaggio.Mentre gli elettrodi metallici convenzionali reagiscono con lo zolfo, l'ossigeno e altri componenti dell'aria e dei gas di scarico, i batteri sembrano meno sensibili ad essi.

A man holds an electrochemical cell, which looks like two small bottles attached to each other, used for catalyst testing.
Joshua Jack, professore di ingegneria civile e ambientale della UM, ha pubblicato una nuova ricerca che mostra che la costosa separazione del gas potrebbe non essere necessaria per produrre prodotti dall’anidride carbonica presente nell’aria.Credito immagine:Brenda Ahearn/Università del Michigan.

“I microbi su questi elettrodi, o biocatalizzatori, possono utilizzare concentrazioni minori di CO2 e sembrano più robusti in termini di gestione delle impurità rispetto agli elettrodi che utilizzano catalizzatori metallici”, ha affermato Giosuè Jack, professore assistente di ingegneria civile e ambientale alla UM e primo autore dell'articolo sulla copertina di Environmental Science Nano.

“Le piattaforme che utilizzano metalli sembrano essere molto più sensibili alle impurità e spesso necessitano di concentrazioni di CO2 più elevate per funzionare.Quindi, se si volesse eliminare la CO2 direttamente dalle emissioni delle centrali elettriche, il catalizzatore biotico potrebbe essere in grado di farlo con una pulizia minima di quel gas”.

Poiché la CO2 è una delle molecole più stabili, allontanare il carbonio dall’ossigeno richiede molta energia, fornita sotto forma di elettricità.Ad esempio, gli elettrodi metallici rimuovono uno degli atomi di ossigeno, producendo monossido di carbonio, che può essere utilizzato in ulteriori reazioni per produrre sostanze chimiche utili.Ma anche altre molecole possono reagire con quegli elettroni.

I microbi, al contrario, possono essere molto più mirati.Non solo lavorano insieme per rimuovere l’ossigeno, ma con l’aiuto degli elettroni forniti dall’elettrodo, iniziano anche a trasformare il carbonio in molecole più complesse.

A man laughs with a member of his research team in the lab.
Joshua Jack, professore di ingegneria civile e ambientale della UM, ha pubblicato una nuova ricerca che mostra che la costosa separazione del gas potrebbe non essere necessaria per produrre prodotti dall’anidride carbonica presente nell’aria.Credito immagine:Brenda Ahearn/Università del Michigan.

Per valutare il potenziale risparmio sui costi derivante dall’utilizzo di biocatalizzatori per saltare la fase di separazione del gas, il team di Jack ha analizzato i dati di studi precedenti, stabilendo tassi di efficienza per la conversione di diversi gas di scarico contenenti CO2.Hanno poi utilizzato tali dati per valutare l’impronta di carbonio e i costi di produzione di vari prodotti derivati ​​dalla CO2.I risultati hanno mostrato che l’utilizzo di elettricità rinnovabile, come le celle solari, con una fonte concentrata di CO2, senza separazione del gas, consente di ottenere l’impronta di carbonio più bassa e prodotti più competitivi in ​​termini di costi.

Ma questo scenario ideale è possibile solo per fonti di CO2 particolarmente pulite e concentrate, come quelle provenienti dalla fermentazione negli impianti di bioetanolo.La separazione della CO2 dai gas di scarico nelle operazioni di combustione di combustibili fossili può costare dai 40 ai 100 dollari per tonnellata di CO2.E per fonti eccezionalmente diluite come l’aria normale, il costo può raggiungere dai 300 ai 1.000 dollari a tonnellata.

L’analisi ha dimostrato che utilizzando direttamente i gas di scarico o l’aria, il riciclaggio della CO2 da fonti diluite potrebbe diventare economicamente sostenibile.

“La nostra speranza è accelerare la scalabilità delle tecnologie di conversione della CO2 per mitigare il cambiamento climatico e migliorare la circolarità del carbonio”, ha affermato Jack.“Vogliamo decarbonizzare rapidamente l’energia e ora anche l’industria chimica, in tempi molto più rapidi”.

Fonte: Notizie dal Michigan

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