Per aiutare a rimuovere l'enorme quantità di anidride carbonica che si è accumulata nell'atmosfera, “dobbiamo trarre ispirazione dalla natura, ", afferma Gaurav Sant dell'UCLA. Credito:Joseph Barrientos/Unsplash
La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che fermare il cambiamento climatico e il riscaldamento globale, eventi di calore estremo e tempeste più forti che ne derivano richiederanno la rimozione di anidride carbonica e altri gas serra dall'atmosfera. Ma con gli esseri umani che pompano circa 37 miliardi di tonnellate di anidride carbonica ogni anno, le attuali strategie per catturarlo sembrano essere insufficienti.
Ora, un team di ricerca dell'UCLA ha proposto un percorso che potrebbe aiutare a estrarre miliardi di tonnellate di anidride carbonica dall'atmosfera ogni anno. Invece di catturare direttamente l'anidride carbonica atmosferica, la tecnologia lo estrae dall'acqua di mare, permettendo all'acqua di mare di assorbire di più. Come mai? Perché, per unità di volume, l'acqua di mare contiene quasi 150 volte più anidride carbonica dell'aria.
I ricercatori delineano il loro concetto, soprannominato sequestro e stoccaggio del carbonio in un'unica fase, o SCS 2 , in un articolo pubblicato oggi sulla rivista Chimica e ingegneria sostenibili ACS .
"Per mitigare il cambiamento climatico, dobbiamo rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera a un livello compreso tra 10 e 20 miliardi di tonnellate all'anno, " ha detto l'autore senior Gaurav Sant, direttore dell'UCLA Institute for Carbon Management e Samueli Fellow e professore di ingegneria civile e ambientale e di scienza e ingegneria dei materiali presso la Samueli School of Engineering dell'UCLA. "Per realizzare una soluzione su quella scala, dobbiamo trarre ispirazione dalla natura."
Poiché l'atmosfera e gli oceani sono in uno stato di equilibrio, se l'anidride carbonica dovesse essere estratta dall'oceano, l'anidride carbonica dall'atmosfera potrebbe quindi dissolversi in essa. In questo scenario, l'acqua di mare è come una spugna per l'anidride carbonica che ha già assorbito tutta la sua capacità, e la SCS 2 processo mira a strizzarlo, permettendo alla spugna di assorbire più anidride carbonica dall'atmosfera.
La tecnologia proposta incorporerebbe un reattore a flusso, un sistema che alimenta continuamente materie prime e produce prodotti. L'acqua di mare scorrerebbe attraverso una rete che permette a una carica elettrica di passare nell'acqua, rendendolo alcalino. Questo dà il via a una serie di reazioni chimiche che alla fine combinano l'anidride carbonica disciolta con calcio e magnesio nativi dell'acqua di mare, producendo calcare e magnesite mediante un processo simile a come si formano le conchiglie. L'acqua di mare che fuoriesce sarebbe quindi impoverita dell'anidride carbonica disciolta e pronta ad assorbirne altra. Un co-prodotto della reazione, oltre ai minerali, è idrogeno, che è un carburante pulito.
Questa illustrazione delinea il concetto di sequestro e stoccaggio del carbonio in un'unica fase del team dell'UCLA. Credito:UCLA Institute for Carbon Management
Oltre alla sua potenziale scala di miliardi di tonnellate, l'approccio suggerito dal team dell'UCLA presenta importanti vantaggi rispetto alle idee attuali per affrontare l'accumulo atmosferico di anidride carbonica.
Il nome include "single-step" per differenziarlo da altri concetti che richiedono che l'anidride carbonica dall'atmosfera subisca un processo di concentrazione a più fasi prima che possa essere immagazzinata. E mentre alcuni piani propongono di immagazzinare l'anidride carbonica catturata in formazioni geologiche come giacimenti naturali esauriti di petrolio e gas, c'è il rischio che le perdite rendano quell'anidride carbonica nell'atmosfera. Al contrario, sCS 2 ha lo scopo di immagazzinare durevolmente l'anidride carbonica sotto forma di minerali solidi.
"La cosa bella di trasformare l'anidride carbonica in una roccia è, non va da nessuna parte, " disse Sant, che è un membro del California NanoSystems Institute presso l'UCLA.
"Durevole, lo stoccaggio sicuro e permanente è la premessa della nostra soluzione, " ha aggiunto la prima autrice Erika Callagon La Plante, un ex assistente scienziato del progetto UCLA che è attualmente assistente professore presso l'Università del Texas ad Arlington.
Il team ha effettuato analisi dettagliate degli input di materiale ed energia e dei costi necessari per realizzare il loro concetto, così come cosa fare con i sottoprodotti. Non sorprende, data l'enorme portata della sfida del carbonio, stimano che ci vorrebbe quasi 1, 800 SC 2 impianti per immobilizzare 10 miliardi di tonnellate di anidride carbonica ogni anno, con un costo di migliaia di miliardi di dollari.
"Dobbiamo essere chiari:gestire e mitigare l'anidride carbonica è prima di tutto una sfida economica, "Sant ha detto. "Molti degli approcci odierni per la gestione del carbonio richiedono più energia pulita di quella che possiamo produrre o sono insostenibili. Come tale, dobbiamo creare soluzioni che siano accessibili e che non impoveriscano il mondo. Abbiamo cercato di usare una lente di pragmatismo per considerare come possiamo essere in grado di realizzare interventi sintetici su una scala senza precedenti, considerando le limitate risorse energetiche e finanziarie di cui disponiamo".
Ancora, i ricercatori ritengono che sCS
2
, anche su scale più piccole, rappresenta un progresso nella cattura e nello stoccaggio del carbonio che dovrebbe essere considerato come una parte potenziale di qualsiasi strategia globale per affrontare il cambiamento climatico.
