Un team internazionale co-guidato da un ricercatore di chimica dell'Oregon State University ha scoperto un modo migliore per eliminare l'anidride carbonica dalle emissioni delle ciminiere, che potrebbe essere una chiave per mitigare il cambiamento climatico globale.

Pubblicato oggi in Natura , i risultati sono importanti perché la CO . atmosferica ₂ è aumentato del 40% dagli albori dell'era industriale, contribuendo pesantemente al riscaldamento del pianeta.

Kyriakos Stylianou dell'OSU College of Science e colleghi dell'École Polytechnique fédérale de Lausanne, Università Heriot-Watt in Scozia, l'Università di Ottawa, e l'Università di Granada in Spagna hanno utilizzato il data mining come trampolino di lancio per immergersi in una sfida chiave:affrontare la parte acquosa dei gas delle ciminiere che complica enormemente la rimozione della CO ₂ .

Il data mining ha coinvolto centinaia di migliaia di nanomateriali noti come strutture metalliche organiche, solitamente abbreviato in MOF. I MOF hanno il potenziale per intercettare, attraverso l'adsorbimento, CO ₂ molecole man mano che i gas di combustione escono dalla ciminiera.

I gas di combustione possono essere essiccati, ma ciò aggiunge una spesa significativa alla CO ₂ processo di cattura.

"Esistono un numero infinito di MOF strutturalmente e chimicamente distinti, ma la sfida con la maggior parte di loro è che non si comportano bene se sottoposti a test con gas di combustione realistici, " Stylianou ha detto. "L'acqua nei gas di scarico compete con la CO ₂ per gli stessi siti di adsorbimento, il che significa che quei MOF non stanno pulendo selettivamente come vorremmo che facessero."

Spulciando tra più di 325, 000 MOF in una biblioteca digitale, gli scienziati hanno identificato diversi tipi di CO ₂ siti di legame, che chiamavano "adsorbafori, "che manterrebbero la loro selettività in presenza di acqua.

Poi in laboratorio, Studente di dottorato di Stylianou, Arunraj Chidambaram, ha realizzato due dei MOF che contenevano un adsorbaforo idrofobo, idrorepellente, costituito da due nuclei aromatici e li ha testati. Gli scienziati hanno scoperto che non solo le prestazioni di separazione dei MOF non erano influenzate dall'acqua, hanno anche sovraperformato parte del CO ₂ materiali di rimozione attualmente in commercio come carbone attivo e zeolite 13X.

"Siamo passati dalla progettazione alla sintesi e all'applicazione, " Stylianou ha detto. "Abbiamo usato i calcoli per scoprire siti attivi per la CO ₂ catturare. I MOF si sono comportati in modo ottimale per la CO . della canna fumaria umida ₂ cattura perché questi MOF hanno due siti distinti nelle loro strutture; uno per l'acqua e uno per la CO ₂ , e quindi, CO ₂ e le molecole d'acqua non competono tra loro."

Ulteriore ricerca, Ha aggiunto, esaminerà il ridimensionamento:come realizzare e testare i MOF sul tipo di ambito richiesto dalla sfida di grande magnitudo CO industriale ₂ emissioni rappresentano.

Secondo la National Atmospheric and Oceanic Administration, la concentrazione media globale di anidride carbonica atmosferica nel 2018 era di 407,4 parti per milione, superiore a qualsiasi momento in almeno 800, 000 anni.

I combustibili fossili come il carbone e il petrolio contengono carbonio che le piante hanno estratto dall'atmosfera attraverso la fotosintesi per milioni di anni. Quello stesso carbonio viene ora restituito all'atmosfera nel giro di centinaia di anni perché i combustibili fossili vengono bruciati per produrre energia, anche da fabbriche e altri impianti industriali su larga scala.

Il tasso annuo di aumento della CO . atmosferica ₂ negli ultimi sei decenni è circa 100 volte più veloce degli aumenti derivanti da cause naturali, come quelli avvenuti dopo l'ultima era glaciale più di 10, 000 anni fa, secondo NOAA.

A differenza dell'ossigeno o dell'azoto, che rappresentano la maggior parte dell'atmosfera, i gas serra assorbono calore e lo rilasciano gradualmente nel tempo. Assenti quei gas serra, la temperatura media annuale del pianeta sarebbe sotto lo zero anziché intorno ai 60 gradi Fahrenheit, ma livelli troppo alti di gas serra causano uno squilibrio nel bilancio energetico della Terra.