Cattura del carbonio, l’innovazione a servizio della lotta al climate change

Per riuscire a raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione fissati dagli Accordi di Parigi, non sarà sufficiente arrivare al traguardo delle zero emissioni. Questo risultato, ormai ritenuto fondamentale a livello globale, dovrà essere abbinato, in una fase successiva, alla sottrazione di anidride carbonica. Per raggiungere questo obiettivo un aiuto potrà venire dalle soluzioni di cattura del carbonio, Carbon Capture and Storage (CCS).

IEA: ruolo chiave della CCS

A sottolineare il ruolo centrale di queste soluzioni è anche la IEA International Energy Agency. Le tecnologie CCS saranno “fondamentali nel limitare i futuri incrementi di temperatura a due gradi Celsius, prevediamo che il ruolo di queste soluzioni diventerà sempre più significativo per scendere al di sotto dei due gradi Celsius,” ha sottolineato il direttore esecutivo IEA Fatih Birol nella prefazione di un saggio dedicato al comparto.

Modi alternativi di usare la CO2

Al di là del vantaggio di immagazzinare l’anidride carbonica in eccesso, sono tanti i gruppi di ricerca e le startup che stanno studiando metodologie innovative per riutilizzare la CO2 stoccata, impiegandola ad esempio nella produzione di carburanti alternativi o di materiali da costruzione. Innovazioni all’avanguardia che potrebbero dare a una spinta a un comparto in cui, come spiega Matt Lucas, direttore associato del Center for Carbon Removal, un’organizzazione no profit in California, il prezzo delle soluzioni CCS dovrebbe diminuire nei prossimi anni.

Modi innovativi di catturare la CO2, i MOF

Passando in rassegna le innovazioni più all’avanguardia in tema di CCS troviamo le strutture metallo-organiche MOF, su cui sta ad esempio lavorando la Northwestern University negli USA. Si tratta di materiali nanoporosi altamente assorbenti che, grazie a pori nanoscopici, sono eccellenti materiali per la conservazione del gas. Questi materiali sono inoltre dotati di vaste superfici interne che permettono di contenere volumi di gas straordinariamente elevati. Tra i MOF più performanti la Northwestern University ha identificato una variante di NOTT-101.

Le nanospugne

Un’altra innovazione è quella proposta degli scienziati dei materiali della Cornell University che hanno reinterpretato la tecnica del lavaggio con ammina, in base alla quale i gas di combustione e post-combustione, contenenti CO2, passano attraverso dei composti liquidi amminici.  Gli studiosi hanno usato uno scaffold, ovvero qualcosa di simile a un’impalcatura realizzata in silice, a cui hanno aggiunto un supporto assorbente dotato di pori nanomatetrici. Questo scaffold viene poi immerso in ammina liquida, che si impregna nel supporto come una spugna e parzialmente si indurisce. Si riesce poi ad ottenere, dopo una serie di lavorazioni, una polvere bianca secca e stabile che cattura CO2 anche in presenza di umidità.

Dal carbonio alle fibre

Un altro esempio della creatività della ricerca sul versante della cattura del carbonio è la possibilità di usare la CO2 atmosferica come materia prima per la costruzione di nanofibre di carbonio di grande valore per i prodotti industriali e di consumo, un progetto ideato da una team di studiosi della George Washington University. Si tratta di materiali che poi vengono usati ad esempio per la realizzazione di attrezzature sportive di fascia alta o per le  pale delle turbine eoliche.

Ma come funziona il processo? Si usano sintesi elettrolitiche. L’anidride carbonica viene decomposta in un bagno elettrolitico ad alta temperatura. A questo punto lo step successivo è aggiungere l’’aria atmosferica a una cella elettrolitica. La CO2 si dissolve quando viene esposta al  al calore e alla corrente continua attraverso elettrodi di nichel e acciaio accumulando nanfofibre nell’elettrodo di acciaio.

Servono nuovi modelli di business

Se a livello tecnologico sono tante le realtà che su scala mondiale stanno elaborando soluzioni all’avanguardia per la cattura del carbonio, con riutilizzi di questo gas negli ambiti più disparati, sul piano economico mancano ancora modelli di business strutturati e una chiara volontà dei governi a investire in queste soluzioni.