Cattura rivoluzionaria della CO2: un nuovo materiale potrebbe salvare l’industria!

Cattura rivoluzionaria della CO2: un nuovo materiale potrebbe salvare l’industria!

Nella ricerca attuale sulla cattura della CO2, l'attenzione si concentra sui materiali innovativi, in particolare sui composti a struttura metallo-organica (MOF). Uno studio attuale del Centro Helmholtz Dresden-Rossendorf, dell’Università Tecnica di Dresda e dell’Università Maria Curie-Skłodowska di Lublino mostra le proprietà promettenti del MOF di nuova concezione chiamato Calgary Framework 20 (CALF-20). I risultati, pubblicati sulla rivista Small, evidenziano le capacità di CALF-20 nell'assorbimento di CO2 in varie condizioni ambientali.

Data l’urgente necessità di rimuovere l’anidride carbonica dalle emissioni industriali, l’industria si pone sempre più domande su soluzioni economicamente vantaggiose per catturare e immagazzinare questo gas serra. CALF-20 si distingue per l'elevata capacità di assorbimento della CO2 e il basso fabbisogno energetico per la rigenerazione, che lo rendono un candidato ideale per applicazioni reali. La ricerca, finanziata dalla Fondazione tedesca per la ricerca, evidenzia una bassa interferenza dell’acqua, un problema comune con gli adsorbenti convenzionali come il carbone attivo e le zeoliti, che spesso sono inefficienti negli ambienti umidi.

Proprietà speciali di CALF-20

Una delle caratteristiche eccezionali di CALF-20 è la sua capacità di catturare efficacemente la CO2 anche in condizioni di umidità parziale. Lo studio mostra che il materiale assorbe CO2 preferibilmente rispetto all’acqua, il che è particolarmente importante in condizioni moderatamente umide. Questa capacità è stata studiata attraverso varie tecniche sperimentali come la spettroscopia di annichilazione di positroni (PALS) e la diffrattometria a raggi X in polvere in situ (PXRD).

L'analisi PALS ha rivelato che la CO2 adotta una disposizione strutturata nei nanopori di CALF-20, che è fondamentale per l'efficienza dell'adsorbimento. Si è inoltre scoperto che a diversi livelli di umidità si formano diversi stati aggregati dell’acqua, che a loro volta influenzano l’assorbimento di CO2. In particolare, CALF-20 mantiene una significativa capacità di adsorbimento con un'umidità relativa inferiore al 40%, evidenziando la sua idoneità a vari ambienti industriali.

Track record e applicazione industriale

Parallelamente a questa ricerca, l’Università di Calgary, in collaborazione con l’industria della separazione del gas, ha lanciato un’imminente procedura di test di cattura della CO2. Qui viene utilizzato il materiale assorbente CALF-20 di nuova concezione, testato in un cementificio a Vancouver. I risultati iniziali mostrano che fino al 95% della CO2 potrebbe essere rimosso con successo dai flussi di scarico. CALF-20 rileva una tonnellata di CO2 al giorno da gennaio, sottolineando la sua applicabilità pratica.

Questi risultati evidenziano l’impatto globale della tecnologia sulle industrie ad emissione di carbonio, in particolare nelle regioni ad alta intensità energetica come l’Alberta. La calibrazione e il dimensionamento di questa tecnologia sono stati ottenuti grazie alla collaborazione di scienziati di varie discipline, tra cui il dottor Arvind Rajendran e il dottor Tom Woo, e sono stati compiuti progressi significativi nell'implementazione del materiale nei processi industriali.

In sintesi, gli studi approfonditi su CALF-20 non solo forniscono preziose informazioni sulla cattura della CO2, ma costituiscono anche la base per la ricerca futura e gli sviluppi tecnologici nel campo della riduzione della CO2. Si tratta quindi di un esempio promettente dell’uso dei MOF nella cattura efficace dei gas serra.