Mentre gli scienziati esplorano continuamente modi per ridurre l'uso di combustibili fossili in questi settori, Oana Luca, assistente professore presso il Dipartimento di Chimica dell'Università del Colorado Boulder, esplora tecnologie come il riciclaggio e la cattura del carbonio per evitare che il carbonio finisca nell'ambiente. /P>

Luca e i suoi collaboratori hanno recentemente pubblicato un rapporto sulla riduzione delle emissioni di carbonio attraverso il riciclaggio del carbonio in queste industrie difficili da elettrificare. La tabella di marcia è apparsa il 1° maggio sulla rivista Nature Reviews Chemistry .

"Produciamo molti nuovi materiali per supportare la nostra vita moderna, ma la maggior parte di essi finisce nelle discariche. Dobbiamo reinventare i modi in cui recuperiamo e riutilizziamo questi materiali in modo che ogni atomo di carbonio possa essere utilizzato più volte", ha affermato Luca.

Luca, che è anche membro del Renewable &Sustainable Energy Institute, racconta il suo punto di vista sulla decarbonizzazione, la sua ricerca sul riciclaggio della plastica e l'importanza di chiudere il ciclo del carbonio.

Perché alcuni di questi settori sono difficili da decarbonizzare?

Il passaggio dai combustibili fossili è in generale difficile a causa di pratiche radicate. Ci vuole molto tempo e impegno per sviluppare tecnologie in grado di utilizzare combustibili alternativi, come il solare o l’eolico, con la stessa efficienza dei metodi attuali. Ad esempio, i veicoli elettrici utilizzano un motore elettrico invece del motore convenzionale dei veicoli a gas. Quindi la barriera all'adozione è piuttosto alta.

In che modo il riciclaggio è legato all'elettrificazione?

In generale, l’elettrificazione è il processo di passaggio dai combustibili fossili a fonti energetiche alternative. Il riciclaggio può convertire i rifiuti di plastica in combustibili, che possono essere utilizzati per alimentare altre cose e impedire che il carbonio entri nell'atmosfera.

Nonostante i diffusi programmi di riciclaggio della plastica implementati in tutto il paese, gran parte dei rifiuti di plastica finirà comunque nelle discariche. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che non disponiamo della tecnologia per riciclare la plastica in modo efficiente. Produciamo questi materiali, che hanno proprietà eccezionali, su larga scala, ma il ritmo del riciclaggio non è al passo.

Il rapporto funge da tabella di marcia per "chiudere il ciclo del carbonio". Che aspetto ha il ciclo del carbonio?

Immagina una tipica maglietta, come quella che tu, io e la maggior parte delle persone probabilmente possediamo. Probabilmente è fatto di nylon, che è un tipo di polimero. La maglietta è stata sottoposta a un lungo processo di produzione in cui piccole sostanze chimiche molecolari vengono combinate per formarne di più grandi, che vengono poi assemblate in fibre. Le fibre vengono intrecciate in tessuti e infine trasformate in una maglietta.

Quando ci stanchiamo della maglietta, o è consumata, la gettiamo nella spazzatura o la doniamo. Ma alla fine, la maglietta finirà in una discarica.

E se esistesse la possibilità di portare la maglietta in una struttura per recuperare i materiali a base di carbonio di cui è composta e utilizzarli per realizzare una nuova maglietta? Ecco come appare un modello circolare. In questo modello, il carbonio nella maglietta non finisce solo nell'ambiente ma viene riciclato.

Come ricicliamo attualmente?

Il metodo più comune per riciclare i materiali organici, compresa la plastica, è chiamato riciclaggio meccanico. Per riciclare una bottiglia d'acqua in plastica, la bottiglia viene riscaldata, fusa e poi spinta attraverso stampi per realizzare tubi o lastre. Questi prodotti sono di qualità inferiore e non sono più riciclabili. Quindi, anche nel migliore dei casi, quando la bottiglia viene effettivamente riciclata, la plastica può essere riutilizzata una sola volta. È più simile al downcycling che al riciclaggio.

Un altro metodo di riciclaggio è bruciare la plastica e utilizzare l’energia della combustione come energia. Ma durante questo processo si producono grandi quantità di anidride carbonica e altri gas serra.

Come possiamo innovare il processo?

Qui nel mio laboratorio utilizziamo l’elettricità per scomporre la plastica nei suoi elementi costitutivi molecolari senza modificarne le proprietà o rilasciare anidride carbonica. Questo ci permette di iniziare a pensare a come ricostruire le bottiglie d'acqua o le magliette con queste materie prime molecolari.

Cosa speri di ottenere attraverso questo rapporto?

Dobbiamo reinventare il modo in cui consumiamo, conserviamo e riutilizziamo i materiali che ci circondano. Dobbiamo essere responsabili di dove finiscono i materiali.

Speriamo anche di incoraggiare scienziati, ingegneri, economisti e scienziati sociali a lavorare insieme e trovare nuove idee per chiudere il ciclo del carbonio. Ci vorrà un villaggio per consentire ad alcune di queste tecnologie di cui abbiamo parlato di svilupparsi e integrarsi in un'economia circolare.

Sono davvero entusiasta di condividere che abbiamo appena ricevuto un finanziamento dalla CU per lavorare a un progetto chiamato Polymers for a Sustainable Earth (POSE). Guidato da Wei Zhang, presidente del Dipartimento di Chimica della CU Boulder, spero di affrontare il problema della plastica insieme ai docenti di sei dipartimenti della CU Boulder e al Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili

Il mio gruppo si concentrerà sul rendere il riciclaggio più efficiente, mentre altri gruppi lavoreranno sulla riprogettazione della plastica tenendo presente il riciclaggio e il riutilizzo.