I livelli di CO2 stanno aumentando ed è urgente adottare approcci innovativi per la cattura dell’anidride carbonica al fine di ridurre e invertire le emissioni che causano il cambiamento climatico.
I ricercatori della North Carolina State University hanno scoperto di poter filtrare l’anidride carbonica dall’aria e dalle miscele di gas a tassi promettenti grazie all’utilizzo un nuovo filtro a base tessile che combina il tessuto di cotone e un enzima chiamato anidrasi carbonica, uno strumento naturale per accelerare le reazioni chimiche.
Lo studio dei ricercatori
Il fulcro del progetto del team di ricerca per un filtro chimico a base tessile è l‘enzima naturale chiamato anidrasi carbonica. L’enzima è in grado di accelerare una reazione in cui l’anidride carbonica e l’acqua si trasformano in bicarbonato, che è l’ingrediente principale del bicarbonato di sodio.
I ricercatori hanno creato un filtro attaccando l’enzima a un tessuto di cotone a due strati, immergendolo in una soluzione contenente un materiale derivato dai crostacei chiamato chitosano, che agisce come una colla. Il chitosano intrappola fisicamente l’enzima, facendolo aderire al tessuto.
Il team ha poi testato la capacità del filtro di separare l’anidride carbonica da una miscela di anidride carbonica e azoto, simulando i livelli emessi dalle centrali elettriche. Hanno arrotolato il tessuto in una spirale, che è stata poi inserita in un tubo. La miscela di aria è stata poi pompata attraverso il tubo, insieme a una soluzione a base d’acqua.
L’anidride carbonica, reagendo con l’acqua della soluzione e con l’anidrasi carbonica, si è trasformata in bicarbonato liquido e, sotto forma di gocce, è scivolato lungo il filtro del tubo. La soluzione di bicarbonato è stata poi raccolta e convogliata all’esterno.
Quando i ricercatori hanno spinto l’aria attraverso il filtro a una velocità di 4 litri al minuto, sono riusciti a estrarre il 52,3% di anidride carbonica con un filtro a una pila e, con un filtro a doppia pila sono riusciti ad estrarre l’81,7%.
Sebbene i risultati siano promettenti, il team sta lavorando con dei collaboratori esterni per testare il filtro su scala più ampia e per confrontare la propria tecnologia con altre simili in fase di studio. Si sta inoltre lavorando al problema di come riciclare il liquido dopo l’uscita dal filtro, nonché al processo di ritrasformazione del bicarbonato in anidride carbonica, in modo che possa essere immagazzinato e smaltito o utilizzato per altri scopi commerciali.
Sviluppi futuri
I ricercatori affermano che sono necessarie nuove tecnologie per la cattura del carbonio che richiedono meno energia rispetto alle tecnologie attualmente in commercio per la cattura della CO2. Alcune di queste sono utilizzate solo per filtrare l’anidride carbonica e rilasciarla nuovamente nell’atmosfera. Il team di ricerca sta lavorando per cercare di ridurre i costi di produzione e favorirne l’adozione.
Grazie a questa nuova tecnologia, i ricercatori della North Carolina State University vogliono fermare alla fonte le emissioni di anidride carbonica e, al momento, le fonti più inquinanti sono le centrali a biomasse, carbone o gas naturale, che producono energia elettrica. Grazie al suo design, il filtro sarebbe in grado di adattarsi più facilmente rispetto ad altre soluzioni proposte per ridurre le emissioni di CO2 delle centrali elettriche.
Al momento, esistono diversi modi per catturare l’anidride carbonica. Lo standard attuale in ambito commerciale utilizza una reazione così veloce, così robusta e che lega così bene l’anidride carbonica, che non è facile farla uscire. Inoltre, è necessario utilizzare temperature molto elevate per rendere possibile il processo e questo comporta quindi un notevole consumo di energia, rendendolo molto più costoso.
I cambiamenti climatici causati dalla CO2
Con l’aumento della quantità di anidride carbonica, continua inesorabilmente il surriscaldamento globale, con effetti come l’aumento delle inondazioni, il caldo più estremo, la siccità ecc. Le temperature medie globali sono al momento più alte di circa 1,1 °C rispetto ai livelli pre industriali.
L’aumento dei livelli di anidride carbonica è un’ulteriore prova che i Paesi non hanno fatto progressi rispetto agli accordi di Parigi 2030 per limitare il riscaldamento a 1,5 °C. Questa è la soglia limite oltre la quale, secondo gli scienziati, potrebbero aumentare in modo significativo gli effetti catastrofici legati al cambiamento climatico.
L’importanza di catturare l’anidride carbonica
Per riuscire a raggiungere la completa neutralità dalla CO2, saranno sicuramente d’aiuto le tecnologie in grado di catturare l’anidride carbonica, come la soluzione dei ricercatori della North Carolina State University. Infatti, queste tecnologie possono contribuire a controllare il tasso di riscaldamento fino a quando non sarà possibile abbandonare totalmente le fonti di energia da combustibili fossili. Attualmente sono attivi ventisei impianti dislocati in otto paesi del mondo che hanno la funzione di rimuovere l’anidride carbonica. La loro capacità combinata è però sufficiente solo per catturare meno di un decimo della percentuale delle emissioni totali.