I ricercatori in Giappone hanno trovato un modo efficiente dal punto di vista energetico per convertire il principale gas serra l'anidride carbonica (CO ₂ ) in sostanze chimiche utili. Utilizzando il metodo, CO ₂ si trasforma in strutture chiamate strutture metallo-organiche (MOF), suggerendo un percorso nuovo e più semplice per smaltire i gas serra per aiutare a contrastare il riscaldamento globale.

La ricerca è stata condotta da scienziati dell'Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), Università di Kyoto, e colleghi, e i risultati sono pubblicati nel Giornale della Società Chimica Americana .

"Prendendo il CO ₂ rilasciato dalla combustione di combustibili fossili e la conversione del gas in sostanze chimiche e materiali preziosi è un approccio promettente per proteggere l'ambiente. Ma perché CO ₂ è una molecola molto inerte e stabile, è difficile farlo reagire utilizzando processi di conversione convenzionali, "dice Satoshi Horike, un chimico dell'iCeMS che ha guidato lo studio. "Il nostro lavoro dimostra un approccio più semplice che può essere eseguito a una temperatura e una pressione molto più basse. Ciò dovrebbe rendere le reazioni che utilizzano CO ₂ più facile da produrre e più popolare."

Il team giapponese ha preso di mira i MOF perché hanno una vasta gamma di usi, anche come biosensori e catalizzatori. Ulteriore, perché i MOF sono porosi e possono contenere grandi quantità di gas, si mostrano promettenti come dispositivi di stoccaggio per il combustibile a idrogeno sostenibile.

Per eseguire la reazione, i ricercatori hanno fatto bollire CO ₂ ad una temperatura di 25°C e una pressione di 0,1 MPa attraverso una soluzione con una molecola organica chiamata piperazina, in quella che i chimici chiamano una procedura "one pot". Il MOF è emerso rapidamente come una polvere microcristallina bianca che poteva essere raccolta ed essiccata. L'analisi della sua struttura mediante spettroscopia a raggi X e risonanza magnetica nucleare ha confermato che la conversione è avvenuta come previsto.

I MOF avevano un'area superficiale elevata anche se erano composti da più del 30% di CO ₂ in peso, proprietà che li rendono adatti come materiali funzionali per molte applicazioni.

I ricercatori ora intendono vedere come potrebbero utilizzare la reazione per convertire la CO ₂ direttamente dai fumi industriali, come quelli rilasciati dalle centrali elettriche a carbone e a gas.

"Utilizzo diretto di CO ₂ è impegnativo, ma potenzialmente farà risparmiare molta energia necessaria per la cattura e la separazione del gas, " ha detto Horike. "L'emissione di CO ₂ dalla combustione di combustibili fossili deve essere ridotta e regolamentata per proteggere l'ambiente. Il nostro metodo qui è un potenziale indizio per aiutare a risolvere alcuni importanti problemi ambientali".