Gli ingegneri chimici dell'EPFL hanno sviluppato un filtro al grafene per la cattura del carbonio che supera l'efficienza delle tecnologie di cattura commerciali, e può ridurre il costo della cattura del carbonio fino a $ 30 per tonnellata di anidride carbonica.

Uno dei principali colpevoli del riscaldamento globale è la grande quantità di anidride carbonica pompata nell'atmosfera principalmente dalla combustione di combustibili fossili e dalla produzione di acciaio e cemento. In risposta, gli scienziati hanno sperimentato un processo in grado di sequestrare l'anidride carbonica di scarto, trasportandolo in un sito di stoccaggio, e poi depositarlo in un luogo dove non può entrare nell'atmosfera.

Il problema è che catturare il carbonio dalle centrali elettriche e dalle emissioni industriali non è molto conveniente. Il motivo principale è che l'anidride carbonica di scarto non viene emessa pura, ma è mescolato con azoto e altri gas, ed estrarlo dalle emissioni industriali richiede un consumo di energia extra, il che significa una bolletta più costosa.

Gli scienziati hanno cercato di sviluppare un filtro per l'anidride carbonica efficiente dal punto di vista energetico. Indicato come "membrana, " questa tecnologia può estrarre anidride carbonica dalla miscela di gas, che possono quindi essere immagazzinati o convertiti in sostanze chimiche utili. "Però, le prestazioni degli attuali filtri ad anidride carbonica sono state limitate dalle proprietà fondamentali dei materiali attualmente disponibili, " spiega il professor Kumar Varoon Agrawal della School of Basic Sciences dell'EPFL (EPFL Valais Wallis).

Ora, Agrawal ha guidato un team di ingegneri chimici per sviluppare il filtro più sottile al mondo dal grafene, il famoso "materiale delle meraviglie" che ha vinto il Nobel per la fisica nel 2010. Ma il filtro al grafene non è solo il più sottile al mondo, può anche separare l'anidride carbonica da una miscela di gas come quelli che escono dalle emissioni industriali e farlo con un'efficienza e una velocità che supera la maggior parte dei filtri attuali. L'opera è pubblicata in Progressi scientifici .

"Il nostro approccio era semplice, " dice Agrawal. "Abbiamo fatto buchi delle dimensioni di anidride carbonica nel grafene, che ha permesso all'anidride carbonica di fluire attraverso il blocco di altri gas come l'azoto, che sono più grandi dell'anidride carbonica." Il risultato è una prestazione di cattura dell'anidride carbonica da record.

Per confronto, i filtri attuali devono superare le 1000 unità di permeazione del gas (GPU), mentre la loro specificità di cattura del carbonio, indicato come "fattore di separazione di anidride carbonica/azoto" deve essere superiore a 20. Le membrane sviluppate dagli scienziati dell'EPFL mostrano una permeabilità di anidride carbonica dieci volte superiore a 11, 800 GPU, mentre il loro fattore di separazione è di 22,5.

"Stimiamo che questa tecnologia ridurrà il costo della cattura del carbonio vicino a $ 30 per tonnellata di anidride carbonica, a differenza dei processi commerciali in cui il costo è da due a quattro volte superiore, " afferma Agrawal. Il suo team sta ora lavorando per aumentare il processo sviluppando un dimostratore di impianto pilota per catturare 10 kg di anidride carbonica al giorno, in un progetto finanziato dal governo svizzero e dall'industria svizzera.