Ogni anno, miliardi di tonnellate di anidride carbonica (CO2) che rilasciamo nell’atmosfera si aggiungono alla crescente minaccia dei cambiamenti climatici. Ma se potessimo semplicemente riciclare tutto quella CO2 e trasformarlo in qualcosa di utile?
Aggiungendo elettricità, acqua e una varietà di catalizzatori, gli scienziati possono ridurre la CO2 in molecole come il monossido di carbonio e il metano, che possono quindi combinare per formare combustibili idrocarburi più complessi come il butano. Ora, i ricercatori pensano che potremmo essere sull’apice di una rivoluzione del riciclo della CO2, che catturerebbe la CO2 dalle centrali elettriche, o anche direttamente dall’atmosfera, e la convertirà in questi carburanti su larga scala.
Perché riciclare la CO2?
Il mondo sviluppato ha emesso CO2 senza preoccuparsi delle conseguenze per un tempo veramente lungo, e c’è molto che si può fare in tal senso. Ma si può immaginare un giorno in cui l’intero mix energetico sia alimentato da fonti di energia rinnovabile, al fianco di prodotti dagli idrocarburi – plastiche di consumo e carburanti di cui hai bisogno per immagazzinare energia a lungo termine e riscaldare la tua casa in inverno – che potrebbero essere derivati dalla conversione di CO2. E poi quando ciò accade, la CO2 diventa un modo per immagazzinare energia rinnovabile, in forma chimica, per lunghi periodi di tempo e in modo stabile. E questo è un po’ l’obiettivo: usare la CO2 come un vettore di energia piuttosto che essere uno spreco o un’emissione.
Da dove viene l’idea?
L’idea nasce dalla fotosintesi artificiale: considerando che la natura è stata in grado di prendere luce, CO2 e acqua e creare cibo, stiamo osservando i modi di ingegnerizzare i dispositivi per prendere CO2, energia rinnovabile e acqua, e ridurla in più prodotti.
In che modo questa tecnologia trasforma la CO2 in carburante?
Un po’ come una cella a combustibile inversa, c’è un catodo e un anodo; all’anodo, l’acqua viene divisa in protoni e ossigeno e, al catodo, la CO2 viene ridotta elettro-chimicamente in altri prodotti chimici a valore aggiunto, come monossido di carbonio, metano ed etilene. Quindi stai alimentando i protoni e gli elettroni di CO2 dall’acqua e dall’elettricità, e li stai riducendo elettro-chimicamente.
Come decidere quali molecole produrre?
Adottando un approccio economico e esaminando tutti i combustibili idrocarburici che possono potenzialmente essere prodotti con la CO2. Anche se le molecole con più atomi di carbonio sono più dense di energia, ci vuole più energia per ottenerle. Quindi, per la tecnologia attuale, ha più senso ottenere molecole con meno atomi di carbonio come l’etilene o il monossido di carbonio, e quindi trasformare quelle molecole usando altri processi.
Questa tecnologia è pronta per l’uso?
Gli avanzamenti che si sono verificati negli ultimi anni sono davvero incredibili. In termini di vicinanza all’impatto industriale, si può parlare tra i 5 e i 10 anni.
Quali altri metodi potrebbero essere utilizzati per il riciclaggio di CO2 in futuro?
Nella fotocatalisi la forza trainante è la luce solare piuttosto che l’elettricità. I sistemi bio-ibridi combinano qualcosa come elettro-catalisi o fotocatalisi con enzimi o microbi che possono trasformare i prodotti della conversione di CO2 in prodotti chimici più fini. Le macchine molecolari sono l’idea che potremmo fabbricare fabbriche su scala molecolare in grado di assorbire CO2, spezzare i legami e riorganizzare gli atomi tutti sulla scala atomica. Questa è un’idea molto lontana e ottimistica, ma … potrebbe un giorno essere una possibilità.
Cosa deciderà quale tecnologia alla fine vincerà?
Alla fine della giornata sarà sempre il mercato a scegliere: si stabilirà la tecnologia che otterrà abbastanza sponsorizzazione e accettazione da parte dell’industria. Questo è quello che vincerà, che verrà implementato su larga scala, e che sarà competitivo. Queste grandi aziende energetiche sono alla ricerca di modi per diversificare i loro portafogli e la loro tecnologia. E questa idea si adatta perfettamente a ciò in cui sono abili, e in realtà li protegge al diventare irrilevanti.