Il MIT progetta un nuovo sistema economico di cattura del CO2

Attualmente, quando la CO2 viene intrappolata prima che fuoriesca nell’atmosfera, il processo richiede una grande quantità di energia e attrezzature costose. Ora i ricercatori del MIT hanno progettato un sistema di cattura utilizzando una cella elettrochimica in grado di catturare e rilasciare facilmente CO2. Il dispositivo funziona a temperatura ambiente e richiede meno energia rispetto ai tradizionali sistemi di cattura del carbonio a base di ammine.

I ricercatori hanno riferito su ACS Central Science che il progetto è un sistema di cattura che utilizza una cella elettrochimica in grado di catturare e rilasciare facilmente CO2. Il dispositivo funziona a temperatura ambiente e richiede meno energia rispetto ai tradizionali sistemi di cattura del carbonio a base di ammine.

Molte industrie si stanno rivolgendo all’elettrificazione per contribuire a ridurre le emissioni di carbonio, ma questa tecnica non è fattibile per tutti i settori. Ad esempio, la CO2 è un sottoprodotto naturale della produzione del cemento e quindi da sola contribuisce in modo determinante alle emissioni. Il gas in eccesso può essere intrappolato con tecnologie di cattura del carbonio, che in genere si basano sulle ammine per aiutare a “rimuovere” l’inquinante legandosi chimicamente ad esso. Ma ciò richiede anche molta energia, calore e attrezzature industriali, che possono bruciare ancora più combustibili fossili nel processo. La cattura del carbonio potrebbe essere elettrificata utilizzando celle elettrochimiche e questi dispositivi potrebbero essere alimentati da fonti di energia rinnovabile.

Quindi, Fang-Yu Kuo, Sung Eun Jerng e Betar Gallant volevano sviluppare una cella elettrochimica che potesse intrappolare facilmente e in modo reversibile la CO2 con un apporto energetico minimo.

Il team ha innanzitutto sviluppato una cella elettrochimica in grado di catturare e rilasciare il carbonio emesso facendo “oscillare” cationi caricati positivamente attraverso un’ammina liquida disciolta in dimetilsolfossido. Quando la cella veniva scaricata, un forte catione di Lewis interagiva con l’acido carbammico, rilasciando CO2 e formando l’ammina carbammato. Quando il processo veniva invertito e la cella caricata, il catione veniva rimosso e la cella poteva catturare CO2 e riformare l’acido carbammico nel processo.

I ricercatori hanno ottimizzato il processo di oscillazione degli ioni con una combinazione di ioni di potassio e zinco. In un prototipo di cella, hanno utilizzato questi due ioni come base per il catodo e l’anodo della cella. Questa cella richiedeva meno energia rispetto ad altre celle basate sul calore ed era competitiva con altre celle elettrochimiche negli esperimenti iniziali. Inoltre, hanno testato la stabilità a lungo termine del dispositivo e hanno scoperto che quasi il 95% della sua capacità originale veniva mantenuta dopo diversi cicli di carica e scarica, dimostrando che il sistema era fattibile. I ricercatori affermano che questo lavoro dimostra che un’alternativa elettrochimica è possibile e potrebbe contribuire a rendere le tecnologie di cattura e rilascio continuo di CO2 più pratiche per le applicazioni industriali.

Questo apre nuove frontiere economicamente interessanti per la cattura del CO2 e per il suo immagazzinamento o la sua trasformazione in sottoprodotti utili per l’industria.