Come trasformare CO2 in combustibile liquido efficacemente

Gli scienziati hanno inventato un nuovo metodo per convertire l’anidride carbonica in un combustibile liquido in grado di immagazzinare energia ...

Come trasformare CO2 in combustibile liquido efficacemente.

Gli scienziati hanno inventato un nuovo metodo per convertire l’anidride carbonica in un combustibile liquido in grado di immagazzinare energia in modo efficiente nelle celle a combustibile.

Il carburante potrebbe un giorno essere il futuro del trasporto verde, concentrando più energia nel serbatoio rispetto allo stesso volume di idrogeno e allo stesso tempo fungendo da blocco per un’intera industria di produzione chimica.

Negli ultimi anni, un nuovo tipo di tecnologia a base di acido formico ha attirato l’attenzione come la prossima generazione di celle a combustibile.

L’acido formico non è di solito ciò che viene in mente quando pensiamo al carburante del futuro. Contribuisce naturalmente al dolore dei morsi delle api e delle formiche, ma è un formidabile portatore di energia.

Attualmente, ci vuole un grande sforzo per concentrarsi su un modo utile, ma gli ingegneri della Rice University di Houston, in Texas, hanno ripensato l’intero processo di produzione e hanno escogitato un metodo intelligente per eliminare alcuni dei passaggi più complicati, rendendo il processo molto più efficiente.

“Di solito, le persone riducono l’anidride carbonica in un elettrolita liquido tradizionale come l’acqua salata”, afferma il chimico Haotian Wang.

Questi sali disciolti aiutano a convertire il gas in una molecola che immagazzina energia. Ma una volta che hai il carburante, devi anche affrontare una zuppa densa di salamoia e setacciare l’acido formico è un duro lavoro.

“Quindi usiamo elettroliti solidi che conducono i protoni e possono essere fatti di polimeri insolubili o composti inorganici, eliminando la necessità di sali”, afferma Wang.

Sostituire l’elettrolita con una matrice solida era solo un miglioramento. Il secondo è stato quello di trovare un catalizzatore robusto per accelerare il processo di conversione. Una sfida comune è quella di mantenere un catalizzatore proprio dove lo si desidera, senza degradarlo e dover essere sostituito nel tempo.

Il bismuto è solo il catalizzatore del lavoro

Più voluminoso di altri metalli in grado di svolgere lo stesso compito, non si muoverà così facilmente. Hai solo bisogno di materiale sufficiente per convertire un test di laboratorio in un settore. Il team di ricerca ha trovato una soluzione anche qui.

“Attualmente, le persone producono catalizzatori sulla bilancia da milligrammi o grammi”, afferma l’autore principale dell’indagine, Chuan Xia.

“Sviluppiamo un modo per produrli su una scala di chilogrammi”

Il dispositivo risultante è progettato per incanalare l’anidride carbonica attraverso il catalizzatore dove viene trasformata in una molecola caricata negativamente chiamata formiato.

Da lì, si diffonde nel nucleo solido elettrolitico, dove incontra gli ioni idrogeno rilasciati da una seconda reazione catalitica con acqua, risultando in una soluzione altamente concentrata di acido formico.

Finora, è stato dimostrato che il processo converte circa il 42% dell’elettricità da una fonte di energia in una forma chimica che può essere utilizzata nelle celle a combustibile.

Questa elettricità può facilmente provenire da una fonte rinnovabile, come una cella fotovoltaica o una turbina eolica, che fornisce un nuovo modo ordinato per immagazzinare energia da fonti di energia variabili.

“È anche essenziale nell’industria metalmeccanica come materia prima per altri prodotti chimici e un materiale di stoccaggio dell’idrogeno che può contenere quasi mille volte l’energia dello stesso volume di idrogeno, che è difficile da comprimere”, afferma Wang. “Questa è attualmente una grande sfida per le auto con celle a combustibile a idrogeno“.

L’estrazione di anidride carbonica nell’atmosfera per soddisfare le nostre crescenti richieste di energia tra i cambiamenti climatici sembra una soluzione vincente.

La tecnologia sta avanzando nella ricerca di modi, come affermato nella pubblicazione di Nature Energy, per utilizzare la nostra sovrabbondanza nei gas a effetto serra per evitare combustibili inquinanti, dal trovare modi per usarla per caricare le batterie a prendere una foglia dalla pagina della natura e migliorare la fotosintesi.

Indipendentemente da come lo facciamo, sarà necessario soddisfare l’economia prima che abbia senso la autoconservazione.