Scienziati trasformano CO2 in carburante grazie a nuova tecnologia: possibile svolta per l’ambiente

Le emissioni di anidride carbonica (CO2) derivate alle attività umane – dai processi industriali ai trasporti – rappresentano il principale volano per i cambiamenti climatici, la più grave minaccia che incombe sull'umanità. Non a caso l'Unione Europea, la Cina e altri Stati hanno annunciato di voler raggiungere la neutralità carbonica nei prossimi decenni; un percorso virtuoso (per ora soprattutto a parole) ma non di facile applicazione, che potrebbe essere coadiuvato da una straordinaria tecnologia in sviluppo presso alcuni laboratori. Gli scienziati sono stati infatti in grado di convertire l'anidride carbonica in un carburante (il metano) attraverso un processo di catalizzazione/reazione sperimentale, sensibilmente più rapido ed efficiente di quelli testati in passato. Questa nuova tecnologia non solo potrebbe aiutarci a combattere il riscaldamento globale, ma anche a promuovere i viaggi spaziali. Un dispositivo di questo tipo, infatti, se posizionato su Marte – la cui atmosfera è ricchissima di CO2 – potrebbe ottenere grandi quantità di metano per alimentare le navicelle spaziali da far rientrare sulla Terra.

Va sottolineato che la conversione di anidride carbonica in metano non è assolutamente una novità; è infatti ciò che si ottiene attraverso la reazione di Sabatier o processo Sabatier, una reazione chimica messa a punto dallo scienziato francese Paul Sabatier, vincitore del Premio Nobel per la Chimica nel lontano 1912. Tale reazione ha già applicazioni di grande successo; basti pensare che vi è un reattore sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), progettato per trasformare l'anidride carbonica rilasciata dal respiro degli astronauti in carburante per alimentare il laboratorio orbitante stesso. Ma tale procedura non è applicabile con efficienza per i grandi emettitori di CO2, come le attività industriali. Un team di ricerca internazionale composto da scienziati dell'Università di Cincinnati, dell'Università Rice, dell'Università di Shanghai e dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina Orientale sembra tuttavia sulla strada giusta per trovare una soluzione; ha infatti messo a punto un dispositivo che è cento volte più produttivo rispetto a quelli sviluppati appena 10 anni fa.

I ricercatori, coordinati dal professor Jingjie Wu, docente presso lo UC College of Engineering and Applied Science, hanno utilizzato un peculiare catalizzatore di carbonio in un reattore che trasforma la CO2 in metano con estrema efficienza, grazie a punti quantici di grafene – strati di carbonio che hanno uno spessore di nanometri – in grado aumentare la resa del carburante. Si tratta ancora di prototipi sperimentali, ma il professor Wu e i colleghi ritengono che entro una decina di anni ci saranno diverse startup ad hoc che offriranno “pacchetti” basati sulla tecnologia per convertire l'anidride carbonica. Ma il team di ricerca vede ancora più in grande; sta infatti sviluppando ulteriori catalizzatori per convertire la CO2 in etilene (uno dei composti chimici più utilizzati nelle attività industriali) e l'energia in eccesso derivata dalle rinnovabili che viene “buttata via” in altri composti. Ci vorranno ancora anni per una soluzione commerciale, ma l'ambiente ringrazierà per questi fondamentali progressi tecnologici. I dettagli della ricerca “Regulation of functional groups on graphene quantum dots directs selective CO2 to CH4 conversion” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Nature Communications.