Il nuovo materiale è una schiuma ibrida a base biologica, infuso con un'elevata quantità di 'zeoliti' adsorbenti CO2 - alluminosilicati microporosi. Questo materiale ha dimostrato di avere proprietà molto promettenti. Il poroso, la struttura aperta del materiale gli conferisce una grande capacità di adsorbire l'anidride carbonica. Credito:Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology
In uno studio di ricerca congiunto dalla Svezia, scienziati della Chalmers University of Technology e dell'Università di Stoccolma hanno sviluppato un nuovo materiale per catturare l'anidride carbonica. Il nuovo materiale offre molti vantaggi:è sostenibile, ha un alto tasso di cattura, e ha bassi costi di esercizio. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Materiali e interfacce applicati ACS .
La cattura e lo stoccaggio di carbonio (CCS) è una tecnologia che attira molta attenzione e dibattito. Grandi investimenti e iniziative sono in corso da parte di politici e industria allo stesso modo per catturare le emissioni di anidride carbonica e affrontare il cambiamento climatico. Finora, i materiali ei processi coinvolti sono stati associati a significativi effetti collaterali negativi ea costi elevati. Ma ora, una nuova ricerca della Chalmers University of Technology e dell'Università di Stoccolma in Svezia ha dimostrato la possibilità di un alternativa a basso costo con eccellente, proprietà selettive di cattura dell'anidride carbonica.
Il nuovo materiale è una schiuma ibrida a base biologica infusa con un'elevata quantità di CO 2 -adsorbendo 'zeoliti, " alluminosilicati microporosi. Questo materiale ha dimostrato di avere proprietà molto promettenti. Il materiale poroso, la struttura aperta del materiale gli conferisce una grande capacità di adsorbire l'anidride carbonica.
"Nel nuovo materiale, abbiamo preso zeoliti, che hanno eccellenti capacità di catturare l'anidride carbonica, e uniteli a gelatina e cellulosa, che ha forti proprietà meccaniche. Insieme, questo rende un durevole, leggero, materiale stabile con un'elevata riutilizzabilità. La nostra ricerca ha dimostrato che la cellulosa non interferisce con la capacità delle zeoliti di adsorbire anidride carbonica. La cellulosa e le zeoliti insieme creano quindi un ambiente ecologico, materiale conveniente, "dice Walter Rosas Arbelaez, dottorato di ricerca studente presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica di Chalmers e uno dei ricercatori dietro lo studio.
Un campione del nuovo materiale appoggiato su un fiore, dimostrando il suo peso estremamente ridotto Credit:Luis Valencia
Il lavoro dei ricercatori ha prodotto importanti conoscenze e indica la strada per un ulteriore sviluppo della tecnologia sostenibile per la cattura del carbonio. Attualmente, la principale tecnologia CCS utilizza 'ammine, " sospeso in una soluzione. Questo metodo ha diversi problemi:le ammine sono intrinsecamente dannose per l'ambiente, sono richiesti volumi maggiori e più pesanti, e la soluzione provoca corrosione nei tubi e nei serbatoi. Inoltre, è necessaria molta energia per separare l'anidride carbonica catturata dalla soluzione amminica per il riutilizzo. Il materiale ora presentato evita tutti questi problemi. Nelle applicazioni future, si potevano facilmente fabbricare filtri di vario genere.
"Questa ricerca si adatta bene agli sviluppi in corso all'interno della tecnologia CCS e CCU (Carbon Capture and Utilisation), come un'alternativa sostenibile con un grande potenziale. Oltre ai materiali a base biologica che sono più rispettosi dell'ambiente, il materiale è un solido, una volta catturata l'anidride carbonica, è quindi più facile ed efficiente separarlo che dalle soluzioni liquide di ammine, "dice il professor Anders Palmqvist, capo della ricerca per lo studio a Chalmers.
"Vediamo i nostri risultati come un pezzo del puzzle molto interessante nella ricerca di una soluzione alla complessa sfida di essere in grado di ridurre la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre abbastanza rapidamente da raggiungere gli obiettivi climatici, " afferma Walter Rosas Arbelaez. "Questa ricerca si adatta bene agli sviluppi in corso all'interno della tecnologia CCS, come alternativa sostenibile con un grande potenziale, "dice Anders Palmqvist, capo della ricerca per lo studio a Chalmers. Attestazione:Johan Bodell/Chalmers
Le zeoliti sono state proposte per lungo tempo per la cattura del carbonio, ma così lontano, l'ostacolo è stato quello ordinario, le particelle di zeolite più grandi sono difficili da lavorare quando vengono elaborate e implementate in diverse applicazioni. Ciò ha impedito loro di essere utilizzati in modo ottimale. Ma il modo in cui le particelle di zeolite sono state preparate questa volta, come particelle più piccole in una sospensione, significa che possono essere facilmente incorporate e supportate dalla schiuma di cellulosa altamente porosa. Il superamento di questo ostacolo è stata una svolta fondamentale dello studio attuale.
"Quello che ci ha sorpreso di più è stato che fosse possibile riempire la schiuma con una percentuale così alta di zeoliti. Quando abbiamo raggiunto il 90% in peso, ci siamo resi conto di aver realizzato qualcosa di eccezionale. Consideriamo i nostri risultati un pezzo molto interessante del puzzle nella ricerca di una soluzione alla complessa sfida di essere in grado di ridurre la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre abbastanza rapidamente da raggiungere gli obiettivi climatici, " dice Walter Rosas Arbelaez.
