C'è una corsa globale per ridurre la quantità di gas nocivi nella nostra atmosfera per rallentare il ritmo del cambiamento climatico, e un modo per farlo è attraverso la cattura e il sequestro del carbonio, aspirando il carbonio dall'aria e seppellendolo. A questo punto, però, stiamo catturando solo una frazione del carbonio necessario per intaccare il cambiamento climatico.

Ricercatori dell'Università del Texas ad Austin, in collaborazione con ExxonMobil, hanno fatto una nuova scoperta che potrebbe fare molto per cambiarlo. Hanno trovato un modo per potenziare la formazione di strutture cristalline a base di anidride carbonica che un giorno potrebbero immagazzinare miliardi di tonnellate di carbonio sotto il fondo dell'oceano per secoli, se non per sempre.

"Considero la cattura del carbonio un'assicurazione per il pianeta, " ha detto Vaibhav Bahadur (VB), professore associato presso il Walker Department of Mechanical Engineering della Cockrell School of Engineering e autore principale di un nuovo articolo sulla ricerca in Chimica e ingegneria sostenibili ACS . "Non basta più essere carbon neutral, dobbiamo essere negativi al carbonio per annullare i danni che sono stati arrecati all'ambiente negli ultimi decenni".

Queste strutture, noti come idrati, si formano quando l'anidride carbonica viene miscelata con acqua ad alta pressione e bassa temperatura. Le molecole d'acqua si riorientano e fungono da gabbie che intrappolano la CO ₂ molecole.

Ma il processo inizia molto lentamente:possono essere necessarie ore o addirittura giorni per avviare la reazione. Il team di ricerca ha scoperto che quando hanno aggiunto magnesio alla reazione, idrati formati 3, 000 volte più veloce del metodo più rapido in uso oggi, veloce come un minuto. Questo è il ritmo di formazione degli idrati più veloce mai documentato.

"Il metodo più avanzato oggi consiste nell'utilizzare sostanze chimiche per promuovere la reazione, " ha detto Bahadur. " Funziona, ma è più lento, e queste sostanze chimiche sono costose e non rispettose dell'ambiente".

Gli idrati si formano nei reattori. In pratica, questi reattori potrebbero essere dispiegati sul fondo dell'oceano. Utilizzando la tecnologia di cattura del carbonio esistente, CO ₂ verrebbero prelevati dall'aria e portati ai reattori sottomarini dove crescerebbero gli idrati. La stabilità di questi idrati riduce la minaccia di perdite presenti in altri metodi di stoccaggio del carbonio, come iniettarlo come gas in pozzi di gas abbandonati.

Capire come ridurre il carbonio nell'atmosfera è un problema grande quanto quello che c'è nel mondo in questo momento. E ancora, Bahadur dice, ci sono solo pochi gruppi di ricerca al mondo che si occupano di CO ₂ idrati come una potenziale opzione di stoccaggio del carbonio.

"Stiamo catturando solo circa la metà della quantità di carbonio di cui avremo bisogno entro il 2050, "Ha detto Bahadur. "Questo mi dice che c'è molto spazio per più opzioni nel secchio delle tecnologie per catturare e immagazzinare il carbonio".

Bahadur ha lavorato alla ricerca sugli idrati da quando è arrivato a UT Austin nel 2013. Questo progetto fa parte di una partnership di ricerca tra ExxonMobil e l'Energy Institute di UT Austin.

I ricercatori ed ExxonMobil hanno depositato una domanda di brevetto per commercializzare la loro scoperta. Avanti il ​​prossimo, hanno in programma di affrontare problemi di efficienza, aumentando la quantità di CO ₂ che viene convertito in idrati durante la reazione e stabilendo una produzione continua di idrati.

Bahadur ha guidato la squadra, che comprende anche Filippo Mangolini, un assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Walker. Altri membri del team includono:Dal Dipartimento di Ingegneria Meccanica Walker, Aritra Kar, Palash Vadiraj Acharya e Awan Bhati; dal Texas Materials Institute all'UT Austin, Hugo Celio; e ricercatori di ExxonMobil.