Le nuove frontiere dell’economia circolare del carbonio

Grazie al cosiddetto reforming a secco, i gas serra vengono elaborati per produrre sostanze chimiche che potrebbero essere raffinate per l’uso in carburanti. Il trucco sta nello scegliere il catalizzatore giusto.

Economia circolare del carbonio
Credits: Elchinator from Pixabay

Economia circolare del carbonio: dalla Corea arriva un modo per riciclare i gas serra.

 

(Rinnovabili.it) – I ricercatori del KAIST (Korea Advanced Institute of Science & Technology) hanno fatto un passo importante verso un’economia circolare del carbonio sviluppando un catalizzatore economico di lunga durata che ricicla i gas a effetto serra trasformandoli in ingredienti che possono essere utilizzati nel settore chimico o dei trasporti. Lo studio, pubblicato su Science, potrebbe portare a dei risultati rivoluzionari nella lotta contro il riscaldamento globale.

 

Il catalizzatore, composto da nichel, magnesio e molibdeno, avvia e accelera la velocità di reazione che converte l’anidride carbonica e il metano in idrogeno, e può funzionare in modo efficiente per più di un mese. Questa conversione è chiamata reforming a secco, processo che crea una miscela di idrogeno e monossido di carbonio – gas di sintesi – che possono a loro volta essere trasformati in combustibili liquidi, materie plastiche o persino prodotti farmaceutici. È un processo di economia circolare del carbonio efficace, ma in precedenza richiedeva metalli rari e costosi come il platino e il rodio, che inducevano però una reazione chimica breve e inefficiente.

 

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Già altri ricercatori avevano proposto il nichel come soluzione più economica. In questo caso tuttavia il catalizzatore è destinato ad una rapida disattivazione a causa dell’accumulo di particelle carboniose sulla sua superficie (coking) e la contemporanea agglomerazione delle proprie particelle metalliche, processo che comporta una diminuzione irreversibile della superficie  disponibile. “La difficoltà”, ha spiegato Cafer T. Yavuz, professore di ingegneria chimica e biomolecolare, “derivava dalla mancanza di controllo sulle superfici dei catalizzatori, perché qualsiasi procedura di raffinamento produceva anche un cambiamento della natura del catalizzatore stesso”.

 

I ricercatori del KAIST, quindi, hanno prodotto un catalizzatore composto da nanoparticelle di nichel-molibdeno in presenza di un ossido di magnesio cristallino. Mentre questi ingredienti venivano riscaldati grazie all’anidride carbonica, le nanoparticelle si muovevano sulla superficie cristallina incontaminata alla ricerca di punti di ancoraggio. In questo caso, però, il catalizzatore ha ‘sigillato’ la propria superficie e fissato le nanoparticelle, il che ha significato che, grazie alla combinazione dei tre elementi, non si è verificato il coking e si è impedito alle particelle di superficie di legarsi l’una all’altra. In questo modo, quindi, il catalizzatore ha potuto continuare a funzionare senza subire alterazioni, trasformando i gas in idrogeno.

 

“Ci è voluto quasi un anno per capire il meccanismo sottostante”, ha dichiarato Yavuz, “ma il nostro studio risolve una serie di sfide aprendo alla possibilità di migliorare altre reazioni catalitiche ancora inefficienti.

 

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