Il biossido di carbonio non è un problema, a seconda di dove si trova. Nell’aria, rilasciato nell’atmosfera, è la causa del cambiamento climatico e, per estensione, di fenomeni estremi come le ondate di calore o gli incendi di sesta generazione che abbiamo vissuto quest’estate in Italia. Tuttavia, riciclato nella produzione di materiali come il cemento, può essere utile nella costruzione di abitazioni.
L’innovazione promette una svolta commerciale nella lotta alle emissioni
La tecnologia in grado di catturare l’inquinamento e sfruttarlo in nuove risorse esiste già, ma richiede un grande sforzo energetico. I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e della Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hanno sviluppato un nuovo sistema che migliora l’efficienza di questo processo al punto da richiedere solo l’energia necessaria per ricaricare un telefono cellulare.
La loro nuova tecnologia di cattura diretta dall’aria (DAC) è riuscita a catturare oltre il 95% di anidride carbonica ad alta purezza utilizzando una potenza di soli 3 volt, eliminando l’uso di processi più costosi come il vapore caldo o impianti complessi.
I ricercatori ritengono che la loro scoperta abbia un grande potenziale commerciale. Per questo motivo hanno presentato domande di brevetto all’estero e affermano che può essere facilmente collegata alle energie rinnovabili come quella solare ed eolica. Questa tecnologia potrebbe rappresentare una svolta per accelerare la transizione verso processi a emissioni zero.
Catturare l’inquinamento
La cattura diretta dall’aria (DAC) è una tecnologia che filtra l’anidride carbonica dall’atmosfera in concentrazioni estremamente basse, inferiori a 400 ppm. Sebbene sia un grave problema per il cambiamento climatico, l’anidride carbonica è presente nell’atmosfera solo a circa 414,72 ppm (parti per milione), il che significa che costituisce solo lo 0,04% dell’aria ambiente.
Questi sistemi funzionano grazie a grandi ventilatori che aspirano l’aria per metterla in contatto con materiali chimici che reagiscono alle particelle di CO2 per separarle dal resto dei gas. Successivamente, il filtro viene riscaldato, liberando l’anidride carbonica. Da lì, la CO2 viene immagazzinata o riutilizzata per altre applicazioni, e l’aria rimanente (il 99,96%) viene restituita all’atmosfera.
Questo processo non deve essere confuso con la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CAC) che viene utilizzato direttamente da fonti che producono anidride carbonica fossile come le centrali elettriche o le fabbriche. Questo processo impedisce che il carbonio fuoriesca nell’atmosfera aumentando l’inquinamento e l’effetto del cambiamento climatico.
L’istituzione coreana avverte che, con questi processi tradizionali, circa il 70% dell’energia totale viene consumata nella fase di rigenerazione, quando l’anidride carbonica assorbita viene separata ad alta temperatura. Il team ha cercato di risolvere questo problema riuscendo a riscaldare solo la sezione necessaria, senza fonti di calore esterne e, quindi, riducendo la perdita di energia.
Effetto Joule
La soluzione consiste nell’utilizzare fibre che si riscaldano elettricamente, adottando il riscaldamento Joule, un effetto fisico comune nelle soluzioni di riscaldamento. Questo si verifica quando gli elettroni in movimento all’interno di una corrente elettrica urtano il materiale attraverso il quale vengono condotti. L’energia cinetica degli elettroni viene trasformata in energia termica, riscaldando il materiale.
Questo effetto viene applicato sia nelle stufe che nelle coperte elettriche e ora anche in questa innovazione per catturare l’anidride carbonica. Questa tecnologia può riscaldare rapidamente le fibre a 110 °C in 80 secondi con soli 3 V.
Questa “struttura porosa tridimensionale continua” ha consentito un’eccellente conduttività elettrica, garantendo al contempo il passaggio fluido delle molecole di CO2 verso le fibre, consentendo un riscaldamento uniforme e rapido e, contemporaneamente, una cattura efficiente della CO2.
Questa innovazione è nota come la prima tecnologia e-DAC (Direct Air Capture Electrified) ultra efficiente al mondo basata su nanofibre di argento conduttive. Dopo essere stato catturato, questo carbonio può essere riutilizzato per produrre combustibili, materiali da costruzione come il cemento e persino acqua gassata.
