un veloce, metodo verde e one-step per la produzione di sfere di carbonio porose, che sono una componente vitale per la tecnologia di cattura del carbonio e per nuovi modi di immagazzinare energia rinnovabile, è stato sviluppato dai ricercatori della Swansea University.

Il metodo produce sfere che hanno una buona capacità di cattura del carbonio, e funziona efficacemente su larga scala.

Le sfere di carbonio variano in dimensioni da nanometri a micrometri. Nell'ultimo decennio hanno iniziato a svolgere un ruolo importante in settori quali lo stoccaggio e la conversione dell'energia, catalisi, adsorbimento e stoccaggio del gas, rilascio di farmaci ed enzimi, e trattamento delle acque.

Sono anche al centro della tecnologia di cattura del carbonio, che blocca il carbonio invece di emetterlo nell'atmosfera, contribuendo così ad affrontare il cambiamento climatico.

Il problema è che i metodi esistenti per realizzare le sfere di carbonio hanno degli svantaggi. Possono essere costosi o poco pratici, oppure producono sfere che si comportano male nel catturare il carbonio. Alcuni usano la biomassa, rendendoli più rispettosi dell'ambiente, ma richiedono una sostanza chimica per attivarli.

Qui è dove il lavoro del team Swansea, con sede presso l'Istituto di ricerca sulla sicurezza energetica dell'Università, rappresenta un importante passo avanti. Indica la strada verso una migliore, modo più pulito ed ecologico di produrre sfere di carbonio.

Il team ha adattato un metodo esistente noto come CVD:deposizione chimica da vapore. Ciò comporta l'utilizzo del calore per applicare un rivestimento a un materiale. Usando l'acido piromellitico come fonte sia di carbonio che di ossigeno, hanno applicato il metodo CVD a diverse temperature, da 600-900 °C. Hanno quindi studiato l'efficienza con cui le sfere catturavano la CO ₂ a diverse pressioni e temperature

Hanno scoperto che:

• 800 °C era la temperatura ottimale per la formazione di sfere di carbonio
• Gli ultramicropori nelle sfere prodotte hanno conferito loro un'elevata capacità di cattura del carbonio sia a pressioni atmosferiche che a pressioni inferiori
• La superficie specifica e il volume totale dei pori sono stati influenzati dalla temperatura di deposizione, determinando un sensibile cambiamento nella capacità complessiva di cattura dell'anidride carbonica
• A pressione atmosferica la CO . più alta ₂ capacità di assorbimento, misurato in millimolari per grammo, per le migliori sfere di carbonio, erano circa 4,0 a 0 °C e 2,9 a 25 °C.

Questo nuovo approccio offre numerosi vantaggi rispetto ai metodi esistenti per la produzione di sfere di carbonio. È privo di alcali e non necessita di catalizzatore per innescare la formatura delle sfere. Utilizza una materia prima economica e sicura che è prontamente disponibile sul mercato. Non sono necessari solventi per purificare il materiale. È anche una procedura rapida e sicura.

Dr. Saeid Khodabakhshi dell'Istituto di ricerca sulla sicurezza energetica dell'Università di Swansea, che ha condotto la ricerca, disse:

"Le sfere di carbonio stanno rapidamente diventando prodotti vitali per un futuro verde e sostenibile. La nostra ricerca mostra un modo verde e sostenibile di realizzarle.

Abbiamo dimostrato una cassaforte, modo pulito e rapido di produrre le sfere. In modo cruciale, i micropori nelle nostre sfere significano che si comportano molto bene nella cattura del carbonio. A differenza di altri metodi CVD, la nostra procedura può produrre sfere su larga scala senza fare affidamento su gas pericolosi e materie prime liquide.

Si stanno anche esaminando le sfere di carbonio per un potenziale utilizzo in batterie e supercondensatori. Così nel tempo, potrebbero diventare essenziali per lo stoccaggio di energia rinnovabile, proprio come lo sono già per la cattura del carbonio".