Un team di ricercatori dell’Università della California – Berkeley ha sviluppato una nuova tecnologia capace di catturare le emissioni di anidride carbonica (CO₂) prodotte a temperature estremamente elevate, un passo fondamentale nella lotta contro il cambiamento climatico. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Science. Attualmente, gli impianti industriali, come quelli per la produzione di cemento e acciaio, emettono grandi quantità di CO₂, un potente gas serra. Tuttavia, le temperature elevate al momento del rilascio in atmosfera impediscono l’utilizzo delle tecnologie esistenti per la cattura della CO₂.
Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno identificato un materiale poroso capace di agire come una spugna per catturare la CO₂ a temperature prossime a quelle dei flussi di scarico industriali. Questo materiale è un tipo di struttura metallo-organica, noto come MOF (Metal-Organic Framework). Come ha spiegato Kurtis Carsch, borsista post-dottorato presso l’UC Berkeley e co-primo autore del documento: “E’ necessaria un’infrastruttura costosa per prendere questi flussi di gas caldi e raffreddarli alle temperature appropriate affinché le tecnologie di cattura del carbonio esistenti funzionino.”
La scoperta potrebbe cambiare radicalmente il panorama della cattura del carbonio, in quanto si tratta di un materiale in grado di operare a temperature precedentemente considerate incompatibili con le tecnologie di cattura della CO₂. Rachel Rohde, studentessa laureata presso l’UC Berkeley e co-prima autrice dello studio, ha affermato: “La nostra scoperta è destinata a cambiare il modo in cui gli scienziati pensano alla cattura del carbonio. Abbiamo scoperto che un particolare MOF può catturare l’anidride carbonica a temperature senza precedenti, temperature che sono rilevanti per molti processi di emissione di CO₂. Questo era qualcosa che in precedenza non era considerato possibile per un materiale poroso.”
Il lavoro dei ricercatori si discosta dal tradizionale approccio sui sistemi di cattura del carbonio basati sulle ammine, proponendo un nuovo meccanismo che consente il funzionamento ad alta temperatura. Carsch ha aggiunto: “Il nostro lavoro si allontana dallo studio prevalente sui sistemi di cattura del carbonio basati sulle ammine e dimostra un nuovo meccanismo per la cattura del carbonio in un MOF che consente il funzionamento ad alta temperatura.”
I MOF sono caratterizzati da una matrice porosa e cristallina di ioni metallici e leganti organici. Grazie a queste strutture uniche, i MOF presentano un’elevata densità di siti dove è possibile catturare e rilasciare CO₂ nelle condizioni appropriate. In condizioni simulate, i ricercatori hanno dimostrato che il nuovo tipo di MOF può catturare CO₂ a temperature elevate, con concentrazioni significative tipiche dei flussi di scarico industriali. Questi flussi, provenienti da impianti di produzione di cemento e acciaio, contengono in media dal 20 al 30 percento di CO₂, mentre le emissioni meno concentrate, come quelle delle centrali elettriche a gas naturale, contengono circa il 4 percento di CO₂.
Rohde ha sottolineato l’importanza di questa scoperta per settori industriali difficili da decarbonizzare: “Dobbiamo iniziare a pensare alle emissioni di CO₂ provenienti da settori industriali, come quello siderurgico e quello del cemento, che sono difficili da decarbonizzare, perché è probabile che continueranno a emettere CO₂, anche se la nostra infrastruttura energetica si sta spostando sempre più verso le energie rinnovabili.”
Questa innovazione rappresenta un passo importante nella ricerca di soluzioni per ridurre le emissioni industriali e contrastare il riscaldamento globale. Con l’adozione di tecnologie come quella proposta dai ricercatori di UC Berkeley, potrebbe essere possibile migliorare significativamente l’efficienza nella cattura della CO₂ e rendere più sostenibili alcuni dei settori più inquinanti al mondo.
